Gonyaulax polyedra 염색체 DNA의 특성 조사

Abstract

Dinoflagellates generally possess extraordinary large amounts of DNA, permanently condensed chromosomes throughout cell cycle. Gonyaulax polyedra, one of the dinoflagellates, also is known to contain a large amount of DNA, where the portion of repetitive sequences might be high or the proportion of repetitive sequneces might be 20-30% like typical eukaryotes and in polyploidy. To answer this question, the characterization of chromosomes and chromosomal DNA were performed. The amount of DNA per cell is about 52pg, 10 times more than human's, as expected, and the G+C deduced from melting curve is about 59%, higher than average eukaryotes, and has several different kinds of modified bases besides A, T, G, C. The proportion of highly repetitive sequences are about 20-30% , similar to typical eukaryotes. The copy number of LBP and luciferase gene are around 1000 copies. The nucleus contains many chromosomes about 300-500, similar in size and the size of chromosome is over l0Mb by PFGE. Based on the results, i.e., typical proportion of highly repetitive sequnces, extraordinary high copy number of genes, many similar size of chromosomes, I conclude G. polyedra is in polyploidy.;쌍편모조류(dinoflagellate)는 진핵세포성 조류(algae)로써 진핵세포의 특징과 원핵세포의 특징을 모두 포함하여 그 진화적인 위치가 아직 정확하지 않은 생물이다. 이러한 쌍편모조류의 한 종인 Gonyaulax polyedra는 항상 응축되어 있는, 모양과 크기가 비숫해 보이는 많은 수의 염색체를 가지며 전체 DNA량이 대단히 많은 것으로 알려져 있다. 이러한 사실로부터 이 G. polyedra의 염색체가 다배체(polyploidy) 상태에 있지 않은가 의심해 볼 수 있다. 본 연구는 이 G. polyedra의 염색체와 염색체 DNA의 특징조사를 통하여 이 생물의 다배체성의 여부를 밝히고자 하였고, 그 연구결과는 아래와 같았다. 1. 세포당 DNA량은 약 52pg으로 예상대로 많은 양을 가지며 사람의 경우에 비해 10배 정도의 값이었다. 2. melting curve로부터 얻은 이 생물의 G+C content는 약 59%로 보통의 다른 진핵 생물보다 높은 값이었다. 3. A,T,G,C외에 몇몇 종류의 변형된 염기를 갖는다. 4. highly repetitive sequence의 양은 20-30%로 전형적인 진핵생물의 것과 같았다. 5. LBP(Luciferin Binding Protein)와 Luciferase 유전자의 copy수는 약 1000 copy로 단백질 coding 유전자로써는 대단히 많은 편이다. 6. 300-500개의 모양과 크기가 비슷한 염색체를 갖는다. 7. PFGE에 의하면 염색체의 크기는 10Mb 이상이다. 이러한 결과들중 repetitive seq.와 unique seq.의 비율이 전형적인 진핵 생물과 유사한 반면 동일하게 보이는 많은 수의 염색체를 가지며 단백질을 생성하는 유전자의 copy 수가 대단히 많은 것으로 보아 이 생물은 polyploidy 상태에 있다고 결론지을 수 있다.