cDNA cloning, characterization and expression analysis of ribosomal protein S23 gene of Periplaneta americana (Blattodea: Blattidae)

Wan Chen, Guo-Fang Jiang, Si-Yu Dong, Ran Li

Abstract


Ribosomal protein S23 (RPS23) constitutes the ribosomal binding site for mRNA in the 40S initiation complex, and appears to be involved in initiating the translation of messenger RNA into protein (translation step). In this study, a full-length of RPS23 cDNA was cloned from the American cockroach, Periplaneta americana (L.) (Blattodea: Blattidae) by using rapid amplification of cDNA ends (RACE) approaches. The full-length cDNA of the P. americana RPS23 (PaRPS23) was of 615 bp, containing a 5′ untranslated region (UTR) of 116 bp, a 3′ UTR of 67 bp with a poly (A) tail, and an open reading frame of 432 bp encoding a polypeptide of 143 amino acids with the predicted molecular weight of 16.03 kDa and estimated isoelectric point of 10.47 (NCBI accession number: KJ472479). BLAST analysis revealed that amino acids of PaRPS23 shared identity with Graphocephala atropunctata (Signoret) 99%, (Hemiptera: Cicadellidae), Tribolium castaneum (Herbst) 99%, (Coleoptera: Tenebrionidae), Pediculus humanus corporis L. 98%, (Phthiraptera: Pediculidae), Riptortus pedestris (F.) 98%, (Hemiptera: Alydidae), Biphyllus lunatus (F.) 98%, (Coleoptera: Biphyllidae), Maconellicoccus hirsutus (Green) 97%, (Hemiptera: Pseudococcidae), and Drosophila yakuba Burla 97%, (Diptera: Drosophilidae) and so on. Quantitative RT-PCR analysis indicated that PaRPS23 could be detected in all the tested tissues, in which the relative expression levels were 1.2-, 17.9-, 7.3-, 5.6- and 2.2-fold higher in the ovary, head, thorax, leg and gut than in the testis, respectively. The results provided some important base data for further functional studies in P. americana, and the information may also help to understand the evolution of ribosomes in insects.

 

La proteina ribosomal S23 (RPS23) constituye el sitio de union ribosomal para el ARNm en el complejo de iniciacion 40S y parece estar implicada en la iniciacion de la traduccion de ARN mensajero en la proteina (paso de traduccion). En este estudio, se clono una longitud completa del ADNc de RPS23 de la cucaracha americana, Periplaneta americana (L.) (Blattodea: Blattidae) por medio del uso de la amplificacion rapida de los extremos de ADNc (AREC). El ADNc de longitud completa de la RPS23 (PaRPS23) de P. americana fue de 615 pb y contiene una region 5’ no traducida (RNT) de 116 pb, una RNT 3’ de 67 pb con una cola poli (A) y un marco de lectura abierto de 432 pb que codifica un polipeptido de 143 aminoacidos con el peso molecular predicho de 16.03 kDa y un punto isoelectrico estimado de 10.47. El analisis de BLAST revelo que los aminoacidos de PaRPS23 compartieron 99 %, 99 %, 98 %, 98 %, 98 %, 97 % y 97 % de identidad con los de Graphocephala atropunctata (Signoret) (Hemiptera: Cicadellidae), Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae), Pediculus humanus corporis L. (Phthiraptera : Pediculidae), Riptortus pedestris (F.) (Hemiptera: Alydidae), Biphyllus lunatus (F.) (Coleoptera: Biphyllidae), Maconellicoccus hirsutus (Green) (Hemiptera: Pseudococcidae), y Drosophila yakuba Burla (Diptera: Drosophilidae), respectivamente. El analisis cuantitativo del tiempo real de PCR indico que PaRPS23 podria ser detectada en todos los tejidos analizados. Los niveles de expresion relativos fueron de 1.2, 17.9, 7.3, 5.6 y 2.2 veces mas altos que en el ovario, cabeza, torax, pierna e intestino que en el testiculo, respectivamente. Los resultados proveen algunos datos basicos importantes para futuros estudios funcionales de P. americana, y la informacion tambien puede ayudar a entender la evolucion de los ribosomas en los insectos.

 

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Keywords


American cockroach; ribosomal protein S23; RACE; quantitative RT-PCR; cloning; characterization

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