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葉綠體DNA

六月 30, 2023

cytochrome
nadh dehydrogenase（英语：nadh dehydrogenase）
nadh dehydrogenase（英语：nadh dehydrogenase）
nadh dehydrogenase（英语：nadh dehydrogenase）
nadh dehydrogenase（英语：nadh dehydrogenase）
Prokaryotic initiation factor-1（英语：Prokaryotic initiation factor-1）
ATP-dependent Clp protease adaptor protein ClpS（英语：ATP-dependent Clp protease adaptor protein ClpS）
編 · 圖
菸草的葉綠體DNA基因組，標示於內側的基因位於DNA的同一股上，標示於外側者則位於另一股，基因中的缺口為內含子。

葉綠體DNA（Chloroplast DNA，cpDNA）為真核生物細胞中葉綠體內的DNA。葉綠體等质粒体中具有一獨立於細胞核的基因組，且含有核糖體可轉譯合成自身的蛋白質[1][2]，為一半自主的胞器，葉綠體DNA最早於1959年透過生化實驗發現[3]，並於1962年透過電子顯微鏡實際觀測確認[4]。1986年菸草與地錢（英语：Marchantia polymorpha）的葉綠體DNA被定序發表，為最早完成定序的葉綠體基因組[5][6]，目前已有大量陆生植物與藻類（英语：List of sequenced plastomes）的质粒体被定序發表。

基因组結構

葉綠體DNA為環狀，長度一般介於120至170kb之間[7][8][9]，分子量為8000萬至1.3億Da[10]，多數植物的葉綠體包含約120個基因[11][12]，大多編碼光合作用所需的蛋白（包括RuBisCO的大次單元）與基因表現所需的蛋白[13]，如4種rRNA、約30種tRNA、21種核糖體蛋白以及葉綠體RNA聚合酶的4個次單元[13]。絕大多數生物的葉綠體DNA均不分段，雙鞭毛蟲門的藻類則為罕見例外，此類生物的葉綠體DNA包括約40段質體，每個質體長2至10kb，包含1至3個基因，也有些質體不編碼任何基因[14]。

多數葉綠體DNA包括兩段反向重複序列（IRa與IRb），將葉綠體DNA分成大單拷貝區（LSC）與小單拷貝區（SSC）兩區域[9]。反向重複序列長4至25kb，其中植物的一般在20至25kb之間[15]，IRa與IRb的序列一般會因協同演化（英语：Concerted evolution）而非常近似[14]。植物葉綠體DNA的反向重複序列演化上相當保守[9][15]，藍菌基因組與灰藻和紅藻的葉綠體基因組中也有與其同源的序列，顯示此序列在演化上的起源很早，在葉綠體出現前即已存在[14]。有些葉綠體（豌豆與數種紅藻[14]）的基因組丟失了反向重複序列[15][16]，紫菜屬（英语：Porphyra）紅藻葉綠體則有一個重複序列發生了倒轉，使IRa與IRb變為同向排列[14]。反向重複序列可能可幫助維持葉綠體DNA的穩定[16]。

陸生植物新葉的葉綠體中一般有約100個葉綠體DNA，老葉中則僅剩15至20個[17]，多包裹成擬核，一個葉綠體中常有數個擬核[10]。葉綠體DNA雖不與組蛋白結合[18]，但紅藻的葉綠體DNA可編碼和組蛋白相似的組蛋白樣葉綠體蛋白（HC）與自身結合[19]。較原始的紅藻Cyanidioschyzon merolae（英语：Cyanidioschyzon merolae）（屬溫泉紅藻綱）的葉綠體擬核集中在葉綠體基質的中央，綠藻與陆生植物的葉綠體擬核則均勻分布於基質中[19]。

 
模式植物阿拉伯芥的葉綠體DNA基因組

參見

參考文獻

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六月 30, 2023
葉綠體dna, cytochrome, 光系统, 乙醯輔酶a羧化酶, 核酮糖, 二磷酸羧化酶, 加氧酶, trna, trna, 光系统, trna, trna, 光系统, 核糖体蛋白质, trna, trna, nadh, dehydrogenase, 英语, nadh, dehydrogenase, 核糖体蛋白质, trna, dna複製起始區域, trna, 小rna, 核糖体蛋白质, dna複製起始區域, rrna, trna, rrna, trna, 细胞色素, 光系统, 核糖体蛋白质, 光系统, 细胞色. cytochrome 光系统 I 乙醯輔酶A羧化酶 核酮糖 1 5 二磷酸羧化酶 加氧酶 tRNA tRNA 光系统 II tRNA tRNA 光系统 II 核糖体蛋白质 tRNA tRNA nadh dehydrogenase 英语 nadh dehydrogenase 核糖体蛋白质 tRNA DNA複製起始區域 tRNA 小RNA 核糖体蛋白质 DNA複製起始區域 rRNA tRNA rRNA tRNA 细胞色素 光系统 II 核糖体蛋白质 光系统 I 细胞色素 光系统 II 三磷酸腺苷合酶 tRNA nadh dehydrogenase 英语 nadh dehydrogenase tRNA 核糖体蛋白质 光系统 I tRNA 光系统 II RNA聚合酶 核糖体蛋白质 三磷酸腺苷合酶 tRNA 核糖体蛋白质 tRNA 光系统 II tRNA tRNA rRNA tRNA rRNA tRNA 核糖体蛋白质 光系统 I nadh dehydrogenase 英语 nadh dehydrogenase tRNA 核糖体蛋白质 nadh dehydrogenase 英语 nadh dehydrogenase tRNA tRNA 核糖体蛋白质 Prokaryotic initiation factor 1 英语 Prokaryotic initiation factor 1 核糖体蛋白质 RNA聚合酶 ATP dependent Clp protease adaptor protein ClpS 英语 ATP dependent Clp protease adaptor protein ClpS 核糖体蛋白质 tRNA 烟草 編 圖 菸草的葉綠體DNA基因組 標示於內側的基因位於DNA的同一股上 標示於外側者則位於另一股 基因中的缺口為內含子 葉綠體DNA Chloroplast DNA cpDNA 為真核生物細胞中葉綠體內的DNA 葉綠體等质粒体中具有一獨立於細胞核的基因組 且含有核糖體可轉譯合成自身的蛋白質 1 2 為一半自主的胞器 葉綠體DNA最早於1959年透過生化實驗發現 3 並於1962年透過電子顯微鏡實際觀測確認 4 1986年菸草與地錢 英语 Marchantia polymorpha 的葉綠體DNA被定序發表 為最早完成定序的葉綠體基因組 5 6 目前已有大量陆生植物與藻類 英语 List of sequenced plastomes 的质粒体被定序發表 基因组結構 编辑葉綠體DNA為環狀 長度一般介於120至170kb之間 7 8 9 分子量為8000萬至1 3億Da 10 多數植物的葉綠體包含約120個基因 11 12 大多編碼光合作用所需的蛋白 包括RuBisCO的大次單元 與基因表現所需的蛋白 13 如4種rRNA 約30種tRNA 21種核糖體蛋白以及葉綠體RNA聚合酶的4個次單元 13 絕大多數生物的葉綠體DNA均不分段 雙鞭毛蟲門的藻類則為罕見例外 此類生物的葉綠體DNA包括約40段質體 每個質體長2至10kb 包含1至3個基因 也有些質體不編碼任何基因 14 多數葉綠體DNA包括兩段反向重複序列 IRa與IRb 將葉綠體DNA分成大單拷貝區 LSC 與小單拷貝區 SSC 兩區域 9 反向重複序列長4至25kb 其中植物的一般在20至25kb之間 15 IRa與IRb的序列一般會因協同演化 英语 Concerted evolution 而非常近似 14 植物葉綠體DNA的反向重複序列演化上相當保守 9 15 藍菌基因組與灰藻和紅藻的葉綠體基因組中也有與其同源的序列 顯示此序列在演化上的起源很早 在葉綠體出現前即已存在 14 有些葉綠體 豌豆與數種紅藻 14 的基因組丟失了反向重複序列 15 16 紫菜屬 英语 Porphyra 紅藻葉綠體則有一個重複序列發生了倒轉 使IRa與IRb變為同向排列 14 反向重複序列可能可幫助維持葉綠體DNA的穩定 16 陸生植物新葉的葉綠體中一般有約100個葉綠體DNA 老葉中則僅剩15至20個 17 多包裹成擬核 一個葉綠體中常有數個擬核 10 葉綠體DNA雖不與組蛋白結合 18 但紅藻的葉綠體DNA可編碼和組蛋白相似的組蛋白樣葉綠體蛋白 HC 與自身結合 19 較原始的紅藻Cyanidioschyzon merolae 英语 Cyanidioschyzon merolae 屬溫泉紅藻綱 的葉綠體擬核集中在葉綠體基質的中央 綠藻與陆生植物的葉綠體擬核則均勻分布於基質中 19 模式植物阿拉伯芥的葉綠體DNA基因組參見 编辑粒線體DNA參考文獻 编辑 Lyttleton J W Isolation of ribosomes from spinach chloroplasts Exp Cell Res 1962 26 1 312 317 PMID 14467684 doi 10 1016 0014 4827 62 90183 0 Heber U Protein synthesis in chloroplasts during photosynthesis Nature 1962 195 1 91 92 Bibcode 1962Natur 195 91H PMID 13905812 S2CID 4265095 doi 10 1038 195091a0 Stocking C R Gifford E M Incorporation of thymidine into chloroplasts of Spirogyra Biochemical and Biophysical Research Communications 1959 1 3 159 164 doi 10 1016 0006 291X 59 90010 5 Ris H Plaut W Ultrastructure of DNA containing areas in the chloroplast of Chlamydomonas J Cell Biol 1962 13 3 383 91 PMC 2106071 PMID 14492436 doi 10 1083 jcb 13 3 383 Shinozaki K Ohme M Tanaka M Wakasugi T Hayashida N Matsubayashi T Zaita N Chunwongse J Obokata J Yamaguchi Shinozaki K Ohto C The 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14 1 14 2 14 3 14 4 Sandelius Anna Stina The Chloroplast Interactions with the Environment Springer 2009 18 ISBN 978 3 540 68696 5 15 0 15 1 15 2 Kolodner R Tewari KK Inverted repeats in chloroplast DNA from higher plants Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America January 1979 76 1 41 5 Bibcode 1979PNAS 76 41K PMC 382872 PMID 16592612 doi 10 1073 pnas 76 1 41 16 0 16 1 Palmer JD Thompson WF Chloroplast DNA rearrangements are more frequent when a large inverted repeat sequence is lost Cell 1982 29 2 537 50 PMID 6288261 S2CID 11571695 doi 10 1016 0092 8674 82 90170 2 Plant Biochemistry 3rd Academic Press 2005 517 ISBN 9780120883912 number of copies of ctDNA per chloroplast Biology 8th Edition Campbell amp Reece Benjamin Cummings Pearson 2009 516 19 0 19 1 Kobayashi T Takahara M Miyagishima SY Kuroiwa H Sasaki N Ohta N Matsuzaki M Kuroiwa T Detection and localization of a chloroplast encoded HU like protein that organizes chloroplast nucleoids The 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