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科学:萤火虫因子使多彩的遗传标记

点击量:   时间:2017-07-14 07:33:02

如果供应萤火虫酶荧光素酶的基因并提供其天然底物荧光素,那么大肠杆菌等大肠杆菌将会在黑暗中发光现在,第一个分离萤火虫基因的加州大学圣地亚哥分校的基思伍德和他的同事已经创造了四种不同的大肠杆菌克隆,它们有四种不同的颜色新的克隆对于研究基因在活细胞内的作用方式非常有用(Science,vol 244,p 700)所有生物发光昆虫都使用相同的荧光素酶系统作用于荧光素,但不同的物种会发出不同的颜色从特定物种中分离出的荧光素酶总是会发出该物种特有的颜色,无论荧光素的来源如何,因此光的波长是酶的特性,而不是基质的特性为了更详细地研究这种现象,伍德和他的同事转向了点击甲虫,Pyrophorus plagiophthalamus点击甲虫有两个灯,一个在头顶,一个在腹部的前端,并且不寻常,因为不同的人发出各种各样的颜色前照灯呈绿色,但从548纳米的绿色到565纳米的黄绿色不等腹部光具有更长的波长,但是再次从甲虫到甲虫变化,颜色在绿色(547nm)和橙色(594nm)之间伍德收集了牙买加的甲虫,并用液氮冻结了它们回到实验室后,研究小组从腹部器官中分离了信使RNA,并制备了RNA的互补DNA拷贝将DNA放入细菌并在菌落上洗涤荧光素后,共发现11个大肠杆菌克隆,这些克隆吸收了点击甲虫DNA并制造荧光素酶克隆发出四种波长之一:绿色546,黄绿色560,黄色578和橙色593nm (野外的甲虫会在这个范围内发出其他波长,因此除了这四种之外,还有其他荧光素酶基因)Wood对四种不同颜色的荧光素酶基因进行了测序,发现它们都编码长度为543个氨基酸的酶然而,确切的序列在四种不同基因中略有不同,为1%至5%因此,荧光素酶的氨基酸序列不会发生很多变化,使其发出不同的颜色来自咔嗒甲虫的荧光素酶的百分之四十八与萤火虫荧光素酶相同,但差异遍布整个酶这表明不需要维持特定区域以使酶起作用分子生物学家已经使用萤火虫荧光素酶基因来告诉他们细胞中的其他基因是否有效如果他们将萤火虫基因放在另一个基因的下游,那么任何发出的光都会显示另一个基因是可操作的它们有四种不同的颜色,