ES2275285T3 - Proteinas purificadas, secuencias de adn recombinante y procesos para producir bebidas libres de cafeina. - Google Patents

Proteinas purificadas, secuencias de adn recombinante y procesos para producir bebidas libres de cafeina. Download PDF

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Istefo Moisyadi
Kabi Raj Neupane
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Abstract

PROTEINA PURIFICADAS, SECUENCIAS DE ADN QUE CODIFICAN SU EXPRESION Y MOLECULAS DE ADN RECOMBINANTE, INCLUYENDO HUESPEDES TRANSFORMADOS CON ELLAS, PARA TRANSFORMAR LAS PLANTAS DE CAFE PARA SUPRIMIR LA EXPRESION DE CAFEINA. LAS SECUENCIAS DE ADN Y LAS MOLECULAS DE ADN RECOMBINANTE SE CARACTERIZAN PORQUE CODIFICAN LA EXPRESION DE UNA ENZIMA EN LA RUTA DE LA SINTESIS DE CAFEINA DEL CAFE. LAS PLANTAS DEL CAFE TRANSFORMADAS CON MOLECULAS DE ADN QUE CODIFICAN LA TRANSCRIPCION DE ARNM QUE ES ANTISENTIDO RESPECTO AL ARNM QUE CODIFICA LA EXPRESION DE AL MENOS UNA ENZIMA EN LA RUTA DE LA BIOSINTESIS DE CAFEINA.

Description

Proteínas purificadas, secuencias de ADN recombinante y procesos para producir bebidas libres de cafeína.
Esta solicitud se relaciona con proteínas purificadas, con secuencias de ADN recombinante, con huéspedes transformados con ellos y con procesos para la producción de bebidas y productos alimenticios libres de cafeína. Más particularmente, esta solicitud se relaciona con proteínas purificadas, y con secuencias de ADN recombinante que suprime la expresión de la cafeína en las plantas de café, y en las frutas cosechadas de allí. La invención produce líneas estables de plantas de café libres de cafeína cuyos frutos, después de tostados y molidos, pueden ser utilizados para preparar café libre de cafeína. Se espera que la invención pueda ser utilizada para suprimir la síntesis de cafeína en té (Camellia sinensis) y en cola (Cola acuminata), así como de los alcaloides relacionados en el chocolate (Theobroma cacao).
Antecedentes de la invención
El café se prepara a partir de granos molidos tostados de las plantas del género Coffea, generalmente a partir de la especie C. arabica. Las plantas de café producen el alcaloide cafeína, que está presente en sus frutos secos, los granos de café. Debido a que muchos bebedores de café prefieren el café sin cafeína, se han desarrollado una variedad de procesos para remover la cafeína de los granos de café. Todos estos procesos dan como resultado la remoción en los granos de otras sustancias diferentes a la cafeína, afectando por lo tanto en forma adversa el sabor del café preparado a partir de los granos tratados. Aunque se conocen unos cuantos cafés libres de cafeína de ocurrencia natural y géneros relacionados (Mascarocoffea spp y Coffea bengalensis), ellos no tienen valor comercial. (Charrier y Berthaud, "Variation Of Caffeine Content In The Coffea Genus", Cafe' Cacao The', 14:251-264 (1975)). Por lo tanto, existe la necesidad de un método para producir granos de café descafeinados que no conduzcan a la remoción de sustancias de los granos diferentes a la cafeína.
La cafeína es un alcaloide de purina de ocurrencia natural producida por el café y las plantas de té, entre otras. Se cree que la síntesis de cafeína protege a las plantas contra los insectos. Las plantas de café sintetizan cafeína a partir del nucleósido xantosina en cuatro reacciones secuenciales como se muestra en la Figura 1. Para revisión ver Suzuki, T., Ashihara, H. y Waller, G.R., Phytochemistry 31:2575 (1992). La primera etapa en la ruta es la metilación del nucleósido xantosina por medio de la S-adenosilmetionina, que es catalizada por medio de la enzima xantosina N^{7} metil transferasa (XMT). El producto, 7-metilxantosina se hidroliza (se remueve una ribosa) hasta 7-metilxantina, y sufre metilaciones adicionales hasta teobromina y cafeína. Se espera que la interrupción de esta secuencia de reacciones de síntesis bloquearía la síntesis de la cafeína.
Por lo tanto, una estrategia para eliminar en forma selectiva la cafeína de las plantas de café es la de evitar la síntesis de enzimas específicas en la ruta para la biosíntesis de la cafeína. En una modalidad esta invención se relaciona con la alteración genética de las plantas de café para eliminar la síntesis de la XMT. En la modalidad actualmente preferida, la síntesis de la XMT se suprime por medio de la transformación de plantas de café con una secuencia de ADN que codifica la transcripción para un ARN (ARNm) que es antisentido con el ARNm que codifica la expresión para la XMT. Se puede generalizar la invención para producir otras bebidas y productos alimenticios libres de cafeína, incluidos té, cacao, y otras bebidas o alimentos basados en chocolate.
Resumen de la invención
Las proteínas purificadas, las secuencias de ADN que codifican por lo tanto la expresión y las moléculas de ADN recombinante, incluyendo los huéspedes transformados con ellas, para transformar las plantas de café para suprimir la expresión de la cafeína. Las secuencias de ADN y las moléculas de ADN recombinante se caracterizan porque ellas codifican la expresión de un enzima, xantosina N^{7} metil transferasa (XMT), que es la primera etapa en la ruta para la síntesis de la cafeína en el café. Se suministran la secuencia base de aquel ADN y la secuencia predicha de aminoácidos de la XMT.
Las plantas de café se transforman con moléculas de ADN que codifican la transcripción para el ARNm que es antisentido con el ARNm que codifica la expresión de al menos un enzima en la ruta para la biosíntesis de la cafeína. El ARN antisentido se enlaza al ARNm de la XMT, inactivando así al ARNm que codifica la primera etapa en la ruta para la síntesis de la cafeína. El resultado es que las plantas transformadas son incapaces de sintetizar cafeína, aunque otros aspectos de su metabolismo no se afecten.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un dibujo esquemático de la ruta para la síntesis de la cafeína en Coffea arabica.
La Figura 2 es una fotografía de un gel SDS PAGE teñido de color plata de la xantosina N^{7} metil transferasa purificada.
La Figura 3 es una gráfica de una densitometría que muestra la elusión de fragmentos trípticos de la xantosina N^{7} metil transferasa purificada después de la separación por medio de HPLC.
La Figura 4 es una descripción de los iniciadores oligonucleótidos utilizados para hacer una selección del ADNc de la genoteca de ADNc que codifica a la xantosina N^{7} metil transferasa.
La Figura 5 es la secuencia base del ADNc que codifica a la xantosina N^{7} metil transferasa.
La Figura 6 con la secuencia predicha de aminoácidos de la xantosina N^{7} metil transferasa.
Descripción detallada de la invención
Con el propósito de la que la invención aquí descrita pueda ser entendida más completamente, se exponen la siguiente descripción detallada. En la descripción se emplean los siguientes términos:
Nucleótido -Una unidad monomérica de ADN o de ARN que consiste de una fracción de azúcar (pentosa), un fosfato, y una base heterocíclica nitrogenada. La base está enlazada a la fracción de azúcar a través de un carbono glicosídico (1' carbono de la pentosa) y esa combinación de base y azúcar es llamada un nucleósido. La base caracteriza al nucleósido. Las cuatro bases de ADN son adenina ("A"), guanina ("G"), citosina ("C"), y timina ("T"). Las cuatro bases de ARN son A, G, C y uracilo ("U").
Secuencia de ADN -Una disposición lineal de nucleótidos conectados entre sí por medio de enlaces fosfodiéster entre los carbonos 3' y 5' de pentosas adyacentes.
Codón -Una secuencia de ADN de tres nucleótidos (un triplete) que codifica a través del ARNm un aminoácido, una señal de inicio de la traducción o una señal de terminación de la traducción. Por ejemplo, la tripleta de nucleótidos TTA, TTG, CTT, CTC, CTA y CTG codifica al aminoácido leucina ("Leu"), TAG, TAA y TGA son señales de detención de la traducción y ATG es una señal de inicio de la traducción, que también codifica al aminoácido metionina ("MET").
Polipéptido -Una disposición lineal de aminoácidos conectados uno a continuación del otro por medio de enlaces peptídicos entre el grupo amino y el grupo carboxilo de los aminoácidos adyacentes.
Genoma -El ADN completo de una célula o de un virus. Incluye entre otros al gen estructural que codifica a los polipéptidos de la sustancia, así como al promotor y a los sitios de iniciación y terminación de transcripción y de traducción.
Gen -Una secuencia de ADN que codifica a través de su ARN molde o mensajero ("ARNm") a una secuencia de aminoácidos característica de un polipéptido específico.
Transcripción -El proceso de producir ARNm a partir de un gen o de una secuencia de ADN.
Traducción -El proceso de producir un polipéptido a partir de ARNm.
Expresión -El proceso experimentado por un gen o por una secuencia de ADN para producir un polipéptido. Es una combinación de transcripción y de traducción.
Plásmido -Una secuencia de ADN bicatenario no cromosomal que contiene un "replicón" intacto de tal manera que el plásmido se replica en una célula huésped. Cuando se coloca al plásmido dentro de un organismo unicelular, se pueden cambiar o transformar las características de ese organismo como resultado del ADN del plásmido. Por ejemplo, un plásmido que porta al gen de resistencia a la tetraciclina (TETR) transforma a una célula previamente sensible a la tetraciclina en una célula que es resistente a ella. Una célula transformada por un plásmido es llamada un "transformante".
Fago o Bacteriófago -Los virus bacteriales, muchos de los cuales consisten de secuencias de ADN encapsidadas en una envoltura o recubrimiento de proteína ("cápside").
Vehículo de Clonación -Un plásmido, ADN de fago, cósmido u otra secuencia de ADN que es capaz de replicarse en una célula huésped, caracterizada por uno o por un número pequeño de sitios de reconocimiento de endonucleasas en los cuales tales secuencias de ADN pueden ser cortadas en una forma determinable sin la perdida concomitante de una función biológica esencial del ADN, por ejemplo, replicación, producción de proteínas de recubrimiento o perdida del promotor o de los sitios de enlazamiento y que contienen un marcador adecuado para el uso en la identificación de células transformadas, por ejemplo, resistencia a la tetraciclina o resistencia a la ampicilina. Un vehículo de clonación es a menudo llamado un vector.
Clonación -El proceso de obtención de una población de organismos o secuencias de ADN derivados de uno de tales organismos o secuencias por medio de reproducción asexual.
Molécula de ADN Recombinante o ADN Híbrido -Una molécula consiste de segmentos de ADN de genomas diferentes que han sido unidos por los extremos fuera de las células vivas y capaces de ser mantenidas en células vivas.
ADNc -Una cadena de ADN complementaria a un ARNm que codifica para un polipéptido particular.
Aunque la estrategia para producir café libre de cafeína se puede generalizar a otras enzimas en la ruta para la síntesis de cafeína en plantas de café y en otras plantas para producir cafeína, en la modalidad actualmente preferida de esta invención, se suprime la expresión de la primera enzima única en la ruta, la xantosina N^{7} metil transferasa (XMT). Mientras que el papel de la XMT en la síntesis de cafeína ha sido dilucidado por medio de la radiomarcación de los precursores, hasta la fecha la enzima no ha sido purificada ni se ha determinado su secuencia de aminoácidos. Esta invención incluye por lo tanto a la XMT sustancialmente purificada. La invención incluye además la secuencia de aminoácidos de fragmentos trípticos aislados de la XMT purificada.
Las sondas de ADNc basadas en las porciones de la secuencia de aminoácidos obtenida a partir de muestras de la enzima purificada fueron sintetizadas y se amplificó una porción del gen utilizando PCR. Se utilizaron los productos PCR para seleccionar una genoteca de ADNc sintetizada a partir de ARNm de hoja joven para identificar a los transcriptos que codifican a la XMT. Los transcriptos positivos fueron secuenciados y se obtuvo aproximadamente 90% del gen que codifica a la XMT.
El ADN que codifica la expresión para XMT se incorpora dentro de un vector de transformación pBl-121 que incluye un gen de resistencia a la kanamicina. La incorporación exitosa del vector dentro de las células de la planta será monitoreada por medio de la adquisición de resistencia al antibiótico. Se utilizan las construcciones para transformar a los embriones somáticos del café en cultivo de tejido. Los embriones transformados son cultivados después de eso en nuevas plantas de café que no producen cafeína. El café descafeinado en forma natural se prepara a partir de frutos molidos tostados de estas nuevas plantas.
Más específicamente, se maceraron tejidos de hoja fresca de hojas jóvenes de C. arabica y se extrajo la proteína de allí. Se analizaron los extractos purificados en columna por la actividad enzimática, monitoreando la metilación de la xantosina utilizando S-adenosilmetionina marcada con C^{14} como substrato. El producto de reacción fue confirmado como 7-metilxantosina por medio de la migración del producto marcado de la reacción con la migración de 3-metilxantina, 7-metilxantina, 8-metilxantina, 7-metilxantosina, xantina y xantosina en cada uno de los cuatro diferentes sistemas cromatográficos.
La purificación de los aislados de proteína se determinó utilizando electroforesis SDS-PAGE y electroforesis bidimensional en gel. La coloración plata de los geles SDS-PAGE en una dimensión indicó la presencia de un doblete con la actividad enzimática de XMT, con un peso molecular de 36-37 kiloDaltons (kD) como se muestra en la Figura 2. Cada proteína se resolvió adicionalmente con isoelectroenfoque. Los datos indican la presencia de isozimas de la XMT que pueden resultara partir de la modificación postraducción de la proteína, alternativamente, puede existir una familia de genes que codifican a las enzimas XMT.
Se utilizó el doblete visualizado sobre los geles SDS-PAGE para la secuenciación de la proteína. La XMT purificada fue sometida a digestión tríptica parcial para crear fragmentos para análisis adicionales; se resolvieron tres picos utilizando HPLC. La secuenciación fue realizada por el Laboratorio de Estructura de las Proteínas de la Universidad de California en Davis, utilizando degradación automatizada de Edman. (Edman, P. y Begg, G., Eur. J. Biochem. 1:80). Se resolvieron dos secuencias únicas, y se las utilizó para construir iniciadores para la síntesis de la sonda. Se extrajo el ARN de las hojas del café. Se purificaron a partir de allí las secuencias poli (A^{+}) que contienen ARNm. Se preparó una genoteca de ADNc a partir del ARNm de poli (A^{+}) utilizando transcriptasa inversa. Se preparó el ADN bicatenario utilizando ADN polimerasa l, y se lo recuperó por medio de precipitación. Se fraccionó el ADNc y se lo insertó dentro del fago para amplificación. Se seleccionó la genoteca de ADNc con una sonda sintetizada por PCR producida utilizando iniciadores basados en la secuencia de ADN esperada a partir de la secuencia de aminoácidos de la XMT purificada. Se ha identificado un clon que produce un ADNc que contiene todas las secuencias que codifican la XMT.
El ADNc correspondiente al gen que codifica a la XMT es utilizado para transformar a las plantas embrionarias de café. Se utiliza el plásmido pBl-121 como un vector transformador. Las secuencias correspondientes al ADN que codifica la expresión para XMT se inserta dentro del plásmido en una orientación invertida adyacente a un promotor 35S del virus del mosaico de coliflor. El ARN transcrito a partir de allí será complementario al ARNm que codifica a la secuencia de aminoácidos de la XMT. Las construcciones completas se amplifican en huéspedes bacterianos. Se rompen los huéspedes y se une el vector amplificado a partículas coloidales de oro. Las partículas coloidales de oro con los vectores adheridos se insertan dentro de los protoplastos de la planta de café impulsando las partículas a alta velocidad hacia las células como se describe en la patente estadounidense 5.107.065. Las plantas jóvenes exitosamente transformadas se identifican por medio de la resistencia a los antibióticos. Las plantas transformadas no producen cafeína.
Ejemplos A. Purificación de la xantosina-N^{7}-metiltransferasa a partir de hojas de café de C. arabica L. cv guatemalteco
Se recolectaron tejidos de hoja joven, de menos de 5 mm de longitud (equivalente a la etapa B3 (Frischknecht, P.M., Ulmer-Dufek, J. y Baumann, T.W. (1986) Phytochemistry 25:613) a partir de árboles que crecieron en la Estación de Investigación Waimanalo de la Universidad de Hawai, Oahu, Hawai. Las hojas fueron inmediatamente sumergidas en nitrógeno líquido (N_{2} líquido) y almacenadas a -70ºC hasta su uso. Todos los procedimientos posteriores se llevaron a cabo a 4ºC a menos que se estableciera otra cosa. Se maceró el tejido de la hoja (150 g) en un mortero con pistilo bajo N_{2} líquido y, mientras se encontraba aún congelado, fue transferido a un molino doméstico de café preenfriado y molido con un pequeño pedazo de hielo seco aproximadamente durante 30 segundos. El tejido en polvo fue añadido a un vaso de precipitados que contenía 1,5 L de acetona al 80% enfriada con hielo, tiourea 5 mM y \beta-mercaptoetanol 12,5 mM. Después de mezclar con agitación magnética durante 45 minutos, se recuperó el tejido por medio de filtración al vacío en un embudo Buchner que contenía papel de filtro Whatman No. 1. Se lavó el tejido con 2,5 L de acetona al 80% enfriada con hielo que contenía tiourea y \beta-mercaptoetanol como anteriormente, se lo secó durante 20 minutos y luego se lo liofilizó durante 48 horas.
El polvo resultante en la acetona fue homogenizado en un mezclador con 400 mL de búfer para extracción (EB) (PIPES 0,1 M [pH 7,0], Na_{2}EDTA 0,5 mM, Na_{2}EGTA 0,5 mM, ácido ascórbico al 5%, ditiotreitol [DTT] 5 mM, tiourea 5 mM, clorhidrato de L-cisteína 12 mM, polietilén glicol (PEG) 20.000 al 1%, fluoruro de fenilmetilsulfonilo [PMSF] 0,1 mM, y 20 g de polivinil pirrolidona [PVPP]). Se homogenizó la suspensión durante 10 minutos a velocidad media, y se transfirió luego a botellas de centrífuga de 250 mL y se centrífugo a 23.000 x g durante 30 minutos en un rotor GSA (Dupont-Sorvall).
Los 350 mL de sobrenadante crudo obtenidos fueron llevados hasta saturación con sulfato de amonio (AS) al 40% durante 30 minutos por medio de la adición lenta de 79,86 g de polvo de AS mientras se agita en un vaso de precipitados rodeado por un baño de hielo. La mezcla fue transferida nuevamente a botellas de centrífuga de 250 mL y se centrífugo a 23.000 x g durante 30 minutos como anteriormente. Los 350 mL del sobrenadante obtenido fueron cargados en una columna cromatográfica (HIC) de 40 mL de interacción hidrófoba con metilo Macro-Prep (Bio-Rad) con una velocidad de flujo de 2,5 mL/min. Todas las fracciones de la columna fueron monitoreadas por proteína utilizando una absorbancia a 280 nm. Se lavó la columna HIC con un búfer para equilibrio previo que contenía AS 1,7 M, bis-tris-propano 20 mM (pH 6,8), y DTT 5 mM hasta que se estableció una línea base cercana a cero. Se despojó luego la columna con un búfer que contenía tris 10 mM (pH 7,0), DTT 5 mM, MgCl_{2} 1 mM. Se descartaron los primeros 15 mL que salieron de la columna y el eluato restante (200 mL) fue cargado por gravedad en una columna de 100 mL de gel de afinidad Affi-Gel blue (100-200 mallas, Bio-Rad) que tenía el colorante Cibacron blue F3GA unido en forma covalente a la matriz. El gel fue equilibrado previamente con tris 10 mM (pH 7,0), DTT 5 mM, búfer de carga MgCl_{2} 1 mM. Se lavó en forma extensa la columna con este búfer de carga hasta estabilizar la línea base cerca de cero, y las proteínas enlazadas fueron eluidas con un búfer que contenía tris 10 mM (pH 7,0), DTT 5 mM, y cloruro de sodio (NaCl) 1,5 M.
Los 142 mL del eluato de la columna Affi-Gel Blue Gel produjeron AS 1,7 M por medio de la adición lenta de 31,8 g de AS en polvo mientras se agita durante 30 min en un vaso de precipitados rodeado por un baño de hielo. Se centrifugó la suspensión en botellas para centrífuga de 250 mL a 23.000 x g durante 30 minutos como anteriormente, y se cargó el sobrenadante en una columna FPLC de Fenil-Sefarosa XK 26/20 (Pharmacia) a 23ºC. La columna fue equilibrada previamente con un búfer que contenía bis-Tris-Propano 20 mM (pH 8,6), DTT 5 mM, y AS 1,7 M. Cuando se estableció la línea base cerca de cero eluyeron las proteínas fuera de la columna en un gradiente inverso de 40 min de AS 1,7 M hasta AS 0 M a una velocidad de flujo de 5 mL/min, recolectando fracciones de 1 min. El búfer de elusión de AS 0 M contenía tris 10 mM (pH 7,0), DTT 5 mM, y MgCl_{2} 1 mM.
Los ensayos de actividad sobre las fracciones recolectadas indicaron que la mayor parte de la actividad enzimática para la xantosina-N^{7}-metiltransferasa se concentró en las fracciones 49 a 54. Estas fracciones fueron reunidas en un volumen final de 30 mL, y luego cargados en una columna ATP-agarosa (Sigma Chemicals, A2767) por gravedad a 4ºC. La columna fue equilibrada previamente con tris 10 mM (pH 7,0), DTT 5 mM, y MgCl_{2} 1 mM. Después de la estabilización de la línea base, la columna fue despojada con 20 mL de búfer para equilibrar previamente que contenía xantosina 100 \muM, y lavada con 40 mL adicionales de búfer para equilibrar previamente. Ambos eluatos de la columna fueron recolectados y cargados en una columna Mono-P HR 5/20 FPLC (Pharmacia) preequilibrada con bis-tris 25 mM (pH 6,0) y betaína al 9% a 23ºC. Después de que se estabilizó la línea base se eluyó la columna con 100 mL de Polybuffer 74 (10 mL:90 mL H_{2}O, v:v) (pH 4,0) (Pharmacia), y betaína al 9% con una velocidad de flujo de 1 mL/min. Los tubos para la recolección contenían 100 \muL de búfer tricina 0,5 M (pH 7,0), y DTT 50 mM para dar una concentración final en 1 mL de tricina 50 mM (pH 7,0), y DTT 5 mM en fracciones de 1 min. Esto estabilizó en efecto estabilizó las condiciones de pH final para las proteínas eluidas bajo un pH ligeramente ácido de la columna Mono-P. La principal actividad para la xantosina-N^{7}-metiltransferasa en los tubos de recolección sin tricina se encontró en las fracciones 15 y 16 del gradiente que eluye desde la columna con un pH de 5,42 y 5,35 respectivamente. Fue importante no congelar las muestras de proteína en ninguna etapa de la purificación, ya que esto tenía un efecto negativo sustancial sobre el estado de actividad de la xantosina-N^{7}-metiltransferasa.
B. Ensayo de la actividad de la enzima
Los 100 \muL de la mezcla para el ensayo estándar contenían tricina 50 mM (pH 7,0), xantosina 1200 \muM, DTT 5 mM, S-adenosil-L-[metil-^{14}C]-metionina (SAM) 7,5 \muM (60 mCi/mmol; DuPont NEN), y Na_{2}EDTA 1 mM. Se preincubó la mezcla de reacción (50 \muL sin enzima) durante 10 min a 25ºC y se inició la reacción por medio de la adición de 50 \muL de solución de la enzima y se le permitió proceder a 25ºC durante 1 hora. Al final del período de incubación se removieron tres alícuotas de 30 \muL de la reacción y se terminó con la adición de 8 \muL de ácido perclórico (HClO_{4}) 0,6 M. Lo mismo se hizo para los controles a tiempo cero con el propósito de detectar la verdadera actividad enzimática. Esta mezcla fue centrifugada en una microcentrífuga durante 5 min y se mezclaron 19 \muL del sobrenadante con 1,0 \muL de 7-metilxantosina 33 mM. Estas mezclas fueron pintadas sobre papel cromatográfico Whatman No. 1 y desarrolladas con n-butanol-ácido acético-H_{2}O (n-BuOH-HOAc-H_{2}O) (4:1:1). La posición de la 7-metilxantosina se determinó por medio de su fluorescencia azul cuando se la expuso a luz UV de longitud de onda corta. Se cortó esta región de los cromatogramas y se determinó la radioactividad por medio de recuento de centelleo utilizando 3 mL de fluido de centelleo Scinti-verse (Fisher Scientific). La eficiencia del recuento fue del 74,7%. Se restó la radiación de fondo y la no específica detectada en la región de la 7-metilxantosina de las muestras a tiempo cero.
C. Identificación del producto de reacción
El sitio de la metilación sobre el anillo de xantina se identificó por medio de la hidrólisis del azúcar del producto de reacción de la xantosina metilada y de la separación en 4 diferentes sistemas cromatográficos. El producto de dos reacciones de 100 \muL hecha como se describió anteriormente y que contenía 6 \muL de 7-metilxantosina 33 mM como vehículo, se aplicó como una banda en el origen de un cromatograma sobre papel Whatman No. 1. El cromatograma se desarrolló en n-BuOH-HOAc-H_{2}O (4:1:1). La región del cromatograma correspondiente a la xantosina metilada fue detectada como anteriormente, cortada en pedazos pequeños, colocada en un tubo estéril, e incubada con 35 mL de agua desionizada a 37ºC con agitación durante la noche. Se filtró el extracto a través de 2 capas de miracloth seguido por un filtro de 0,22 \mum y luego liofilizado. El extracto seco se resuspendió en 1,0 mL de agua desionizada, se lo colocó en un vial de vidrio para digestión y se lo liofilizó. La muestra fue resuspendida en 400 \muL de 7-metilxantosina 3 mM y liofilizada nuevamente. La digestión fue resuspendida en 40 \muL de agua desionizada, y se sometieron a cromatografía 10 \muL en cada uno de los cuatro sistemas diferentes. 1-Metilxantina, 3-metilxantina, 7-metilxantina, 8-metilxantina, 7-metilxantosina, xantina y xantosina fueron incluidas sobre cada cromatograma para comparación. Se utilizaron los siguientes sistemas cromatográficos. Papel Whatman No. 1 desarrollado en n-BuOH-HOAc-H_{2}O (4:1:1) y placas de capa fina C8 (Whatman KC18F) desarrolladas ya sea en alcohol isoamílico-H_{2}O-acetonitrilo (41:4:5), etanol-H_{2}O (4:1) o tert-BuOH-HOAc-H_{2}O (4:1:1). Después de secar, se rociaron los cromatogramas con En^{3}Hance (Dupont NEN), se secó nuevamente y se expuso durante 30 días a una película de rayos X preobscurecida FujiRX_{GCU} a -70ºC.
D. Identificación de proteínas por medio de electroforésis sobre gel
Los extractos obtenidos en la forma anterior fueron utilizados en minigeles SDS-PAGE de una sola dimensión (1D) (gel principal: acrilamida al 12,5%, bisacrilamida metilénica al 0,8%, gel de apilamiento: acrilamida al 7,5%, bisacrilamida metilénica al 0,21%) por medio de la mezcla con búfer de Laemmli para la muestra (Laemmli, U.K., Nature 227:680 (1970)), y mini en dos dimensiones (2D) IEF/SDS-PAGE por medio del método modificado de O'Farrell y colaboradores (O'Farrell, P.Z., Goodman, H.M., O'Farrell P.H., Cell 12:1133 (1977)). La electroforesis bidimensional fue posible por medio de la precipitación de las proteínas con 50 volúmenes de etanol al 100% durante 1 hora y redisolviendo las proteínas en un búfer para la muestra con isoelectroenfoque (IEF) que contenía anfolinas al 5% (1:1, v:v, pH 3-10:pH 5-7, LKB-Pharmacia). La relación del extracto de proteína original con el búfer para la muestra con IEF se mantuvo al menos 1:2 para asegurarse que cualquiera de los constituyentes remanentes en el búfer de las etapas cromatográficas no interfiriera con el IEF. Se aplicaron muestras iguales de proteína total (<20 \mug) al extremo básico de los geles preenfocados en tubo (acrilamida al 8,8%, bisacrilamida metilénica 1,6%) que contenían anfolinas al 5% como anteriormente. Los geles fueron enfocados por 10.000V-hora más 2 horas adicionales a 1.000 V. Los geles blanco enfocados fueron cortados en secciones de 5 mm e incubados en 0,5 mL de CaCl_{2} 100 mM durante 24 horas, y se determinó el pH de los segmentos. A partir de este análisis, el gradiente de pH del gel de IEF se estimó en el rango desde 4,4 hasta 6,0.
Los geles en tubo fueron preparados para SDS-PAGE por medio de un breve lavado con H_{2}O seguido de tres lavados (10 minutos cada uno) en búfer caliente de Laemmli para la muestra. Los geles en tubo fueron colocados en la parte superior de los geles SDS-PAGE (gel principal: acrilamida al 12,5%, bisacrilamida metilénica al 0,8%, gel de apilamiento: acrilamida al 7,5%, bisacrilamida metilénica al 0,21%) y mantenidos en su lugar con agarosa al 3% en búfer para muestra de Laemmli. Las proteínas se visualizaron por medio de coloración plata. En los geles de 1D la fracción 16 Mono-P que tenía la actividad enzimática más alta solamente indicó la presencia de un doblete bajo coloración de plata (Figura 2). Los pesos moleculares de estas proteínas (kD) fueron aproximadamente de 37,6 y 36,1 kD. En los geles en 2D cada proteína se separó en dos manchas. El punto isoeléctrico (IP) de la más ácida tenía un valor promedio sobre varios geles de 5,2, y la más básica de 5,3. Sin embargo, sus pesos moleculares promediaron ahora 43,5 kD, con los péptidos superiores e inferiores fusionándose entre sí. Por lo tanto, existe una diferencia clara en kD entre los geles de 1D y de 2D. La migración similar de todos estos cuatro péptidos en columnas Mono-P, en los geles de 1D y de 2D indica que ellos son isozimas que pueden ser modificadas posteriormente a la traducción. Alternativamente ellos pueden ser los productos de una familia de genes que tienen ligeras diferencias en sus estructuras, resultando en las diferentes isozimas observadas.
E. Secuenciación de la proteína
La estimación de la proteína total por medio el procedimiento de Lowry (Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L. y Randall, R.J., J. Biol. Chem. 193:265 (1951)) para la fracción 16 de Mono-P indicó que existía un total de 100 \mug de proteína en la fracción de 1 mL. Es nuestra experiencia que a estas bajas concentraciones de proteína, los valores de Lowry tienden a ser una sobre estimación de la cantidad real presente. Decidimos sobrecompensar esto por medio del uso de una parte sustancial de esta fracción para la secuenciación de la proteína. Una porción de 900 \muL de la fracción 16 de Mono-P que representa 90 \mug fue colocada en un tubo para microcentrífuga de 1,5 mL y se le añadieron 216 \muL de ácido tricloroacético (TCA) al 100%. Después de la mezcla, se le permitió al tubo incubarse durante la noche sobre hielo, y luego se lo centrifugó a 14.000 rpm en una microcentrífuga durante 30 minutos a 4ºC. El sobrenadante fue removido por medio de aspiración, y se lavó el precipitado dos veces con 1 mL de etanol al 75%, siendo cada lavada seguida por una etapa de centrifugación. Se secó el precipitado colocando el tubo en un concentrador speedvac y rotación durante 1 min al vacío. El precipitado tenía 20 \muL de 2 x búfer Laemmli para la muestra que se le añadió. Se lo sometió a ebullición en un baño de agua durante 5 min, y luego a microcentrifugación durante 1 min. Cuando la temperatura del tubo había bajado hasta 23ºC, toda la cantidad fue cargada en una senda única de un gel de 1D al 12,5%. Al finalizar la electroforesis las proteínas fueron visualizadas por medio de coloración con Coomassie al 0,1% R-250 en metanol acuoso al 50% y ácido acético al 10%, (p:v:v), y luego decoloradas. El mismo doblete de 37,6 y 36,1 kD observado en geles teñidos de plata fue también visible en los geles coloreados con Coomassie. La región del gel que contenía este doblete fue cortada y utilizada para la secuenciación de la proteína por medio de degradación automatizada de Edman.
La secuenciación de la proteína fue realizada en la Universidad de California en Davis, protocolo estándar del Laboratorio para la Estructura de las Proteínas. La pieza de gel que contenía al doblete fue lavada 4 veces con 15 mL de H_{2}O agitando suavemente durante 15 minutos para remover el ácido acético y el SDS restante de las etapas anteriores. La pieza de gel fue cortada en forma de cubos pequeños con una hoja de afeitar de 2 mm cuadrados, y transferidos a un tubo de microcentrífuga de 1,5 mL. Las piezas de gel fueron deshidratadas en un Speed-Vac durante 2 horas hasta que perdieron la adherencia al tubo. Luego se añadieron 30 \muL del búfer para rehidratación del gel (Tris-HCl 0,1 M, pH 9,0, SDS al 0,05%), y se verificó el pH en 8,0 por medio de 0,5 \muL sobre una tira de papel pH. Se añadió la enzima digestora Lys-C (0,2 ug) del Achromobacter lyticus (Wako), junto con búfer adicional para rehidratación, para hidratar completamente las piezas de gel y dejar un pequeño residuo de búfer. La mezcla se incubó durante la noche a 30ºC. Después del período de incubación, se removió el sobrenadante hasta un tubo fresco y estéril de microcentrífuga y se lo almacenó. Se añadió suficiente agua para cubrir las piezas de gel, y se las incubó durante otras 2 horas a 30ºC. Se removió el sobrenadante y se lo almacenó en la misma microcentrífuga como se hizo anteriormente. Esta etapa de lavado se repitió una vez más, combinando los sobrenadantes con los dos lavados anteriores. Se cubrieron luego las piezas de gel con una solución que contenía ácido trifluoroacético (TFA) al 0,1% en acetonitrilo al 80%, y se incubó durante 1 hora a 30ºC. Se recolectó el sobrenadante que fue añadido al tubo que contenía todos los sobrenadantes anteriores. Se repitió una vez más el último lavado, y los sobrenadantes recolectados fueron secados en un speed-vac.
Los productos secos de la digestión tríptica se disolvieron en 25 \muL de guanidina-HCl 6 M, tris 0,4 M (pH 8,2), y el pH se verificó por medio de 0,5 \muL sobre una tira de papel pH. Se añadió un \muL de DTT 450 mM y se incubó la digestión durante 45 minutos a 50ºC. Después de enfriar hasta temperatura ambiente, se añadieron 2 \muL de iodoacetamida 500 mM, y se incubó durante 15 minutos más a 23ºC. Al final de esta incubación, se añadieron 72 \muL de agua para obtener una concentración final de guanidina de 1,5 M, y de tris de 0,1 M. La muestra fue centrifugada luego durante 5 minutos a 14.000 rpm en una microcentrífuga y se removió cuidadosamente el sobrenadante hasta un nuevo tubo de centrífuga. Al precipitado se le añadieron 25 \muL de TFA al 0,1% y se le agitó por medio de un vórtice. Se centrifugó nuevamente el tubo como anteriormente, y se añadió el sobrenadante a aquel de la etapa anterior.
Los fragmentos escindidos a partir de la digestión tríptica fueron separados uno del otro por medio de cromatografía capilar líquida de alta eficiencia (HPLC) en una columna C18 de 1 mm x 10 cm, utilizando un gradiente lineal durante 90 minutos de 5% de solvente A (TFA al 0,1%) hasta 70% de solvente B (acetonitrilo al 0,075%) con una velocidad de flujo de 100 \muL por minuto. La detección UV se hizo a 210 nm con la escala de lectura en el rango entre 0 y 0,1A. La recuperación de los picos individuales indicó la presencia de diferentes péptidos como se muestra en la Figura 3. Como control, se llevó a cabo completamente el proceso de digestión con una porción del gel BDS-PAGE original que no contenía proteína. Los picos rellenos de color negro mostrados en la Figura 3, fueron comunes tanto para el control como para la muestra. Los 3 picos marcados como A, B y C fueron sometidos a degradación automatizada de Edman. Dos de los picos (A y B) produjeron secuencias únicas de solapamiento que representan al mismo fragmento de proteína (Figura 2, Fragmentos A y B). El tercer pico (C) produjo una secuencia única diferente (Figura 2, Fragmento C).
F. Síntesis de los iniciadores oligonucleótidos del ADN para la xantosina-N^{7}-metiltransferasa
La síntesis química de los iniciadores de 20 unidades monoméricas para las dos secuencias de aminoácidos obtenidas por medio de los fragmentos de la digestión de la xantosina-N^{7}-metiltransferasa fue hecha por The Midland Certified Reagent Company. Las regiones de los fragmentos seleccionados tenían una degeneración mínima del ácido nucleico, y donde fue posible se evitó a los aminoácidos que tenían una extensa redundancia del código genético. Donde esto no fue posible, se sintetizó más de un iniciador para el mismo fragmento, para incluir todas las posibles alternativas de combinaciones de codones. Adicionalmente, también sintetizamos iniciadores de tal manera que fueran complementarios con la hebra de codificación de las secuencias de ADN que codifican la secuencia de aminoácidos. La degeneración de tres o más de los nucleótidos de tercera posición fue superada por medio del uso de inosina en estas posiciones. Donde la degeneración de un nucleótido fue doble, se incluyeron ambos nucleótidos en la síntesis del iniciador (Figura 3).
G. Extracción de ARN a partir de la etapa B3 de hojas jóvenes de café
Todos los componentes utilizados durante la extracción estaban estériles, libres de RNasa, y preparados por medio del tratamiento con agua con 0,1% de DEPC. Todas las etapas de centrifugación fueron realizadas a 4ºC a menos que se establezca otra cosa.
Se recolectaron las hojas jóvenes del café de la etapa B3 y se almacenaron como se describió anteriormente. Se aisló el ARN total de 100 g de este tejido joven de hojas moliendo junto con nitrógeno líquido y transfiriendo inmediatamente a un molino doméstico de café preenfriado. Este tejido fue molido hasta obtener un polvo, junto con un pequeño pedazo de hielo seco. Este tejido fue luego añadido a 200 mL de búfer para homogenización elaborado con Tris-HCl 100 mM (pH 9,0), NaCl 200 mM, Na_{2}EDTA 15 mM, sacarosil al 0,5%, y \beta-mercaptoetanol 100 mM añadido en forma fresca. A esta mezcla se le añadieron 200 mL de fenol equilibrado con búfer, y 40 mL de una mezcla de cloroformo:alcohol isoamílico (24:1, v:v). El tejido fue homogenizado luego en un vaso de precipitado de vidrio en un baño de hielo durante 2 min a alta velocidad en un homogenizador Polytron. Inmediatamente después de la homogenización se añadieron 14 mL de acetato de sodio 3 M (pH 4,0) y se hizo la mezcla operando el homogenizador durante 1 min adicional. Se almacenó luego el homogenizado sobre hielo durante 15 min, y posteriormente se lo transfirió a dos tubos de centrífuga de polipropileno de 250 mL. La centrifugación se efectuó en un rotor GSA (DuPont Sorvall) a 16.000 x g durante 10 min. Se transfirió la fase acuosa (la capa superior) a un nuevo tubo para centrífuga de polipropileno de 250 mL y se le añadió un volumen igual de isopropanol.
Se incubó la mezcla durante la noche a -20ºC y luego se centrifugó a 10.000 x g durante 10 min para recolectar el ARN precipitado.
Se lavó el precipitado de ARN con etanol al 70% y se centrifugó nuevamente a 10.000 x g durante 5 min. Se decantó el etanol y se secó el precipitado al vacío durante 5 min. Se resuspendió luego el precipitado en 15 mL de agua tratada con DEPC. Se transfirió la suspensión con el ARN a un tubo de centrifuga estéril con tapa rosca de 40 mL y se removió el material insoluble por medio de centrifugación a 10.000 x g durante 5 min. Se transfirió el sobrenadante a un nuevo tubo de centrifuga con tapa rosca de 40 mL y se añadieron 5 mL de LiCl 8 M para obtener una concentración final de LiCl de 2 M. Se incubó el tubo durante la noche a 4ºC y se recuperó el ARN por medio de centrifugación a 14.000 x g durante 10 min. Se lavó luego el precipitado de ARN con etanol al 70%, se centrifugó a 10.000 x g durante 5 min y se secó brevemente al vacío. Se resuspendió el precipitado en 5 mL de agua tratada con DEPC y se centrifugó a 10.000 x g durante 5 min para remover el material insoluble. Se transfirió el sobrenadante a 4 tubos estériles para microcentrífuga de 1,5 mL y se almacenó sobre hielo. La cuantificación de 10 \muL de la solución de ARN total en un espectrofotómetro Shimadzu UV 160U en un rango de espectro de 230 a 330 nm indicó que existían 42,8 mg de ARN. Los tubos que contenían al ARN fueron almacenados a -70ºC.
H. Purificación del ARNm de poli (A^{+}) a partir del ARN total
Se enriqueció la preparación de ARN total para el ARN de poli (A^{+}) (ARNm) utilizando el kit del sistema de aislamiento de ARNm PolyAT tract II (Promega Corporation). Se añadió una alícuota de 600 \muL del ARN total que es igual a 5.1 mg en un tubo del kit anteriormente mencionado y se llevó hasta un volumen final de 2,43 mL con agua libre de RNasa. Después de calentar a 65ºC durante 10 min, se añadieron 50 pmoles/mL de oligo(dT) biotinilado y 60 \muL de 20x SSC (175,3 g/L de NaCl, 88,2 g/L de citrato de sodio, pH 7,0) y se permitió que la mezcla se enfriara lentamente hasta temperatura ambiente durante un período de aproximadamente 30 min. Se lavaron 3 veces las partículas paramagnéticas de una alícuota de estreptavidina en 0,5x SSC (1,5 \muL por lavado) y se resuspendió en 0,5 mL de 0,5x SSC. Se añadió la solución de ARN que contenía al oligo(dT) biotinilado a las partículas paramagnéticas lavadas de estreptavidina. Después de incubación durante 10 min a temperatura ambiente, se capturaron las partículas paramagnéticas junto con el ARNm atrapado a un costado del tubo utilizando un imán. Se removió el sobrenadante y se lavaron las partículas cuatro veces con 0,1 X SSC (1,5 mL/lavado). Se recuperó el ARNm suspendiendo las partículas en 1,0 mL de agua libre de RNasa y se removió el agua mientras las partículas eran capturadas sobre el costado del tubo. El agua fue colocada, 500 \muL a la vez, en dos tubos estériles para microcentrífuga de 1,5 mL. Después de la adición de 1/10 de volumen de acetato de sodio 3 M (50 \muL por tubo), se recuperó el ARNm por medio de precipitación con un volumen igual de isopropanol (550 \muL por tubo). Se almacenaron los tubos a -20ºC durante la noche y luego se centrifugó a 14.000 rpm durante 30 min a 4ºC. Se lavó el precipitado con 500 \muL de etanol al 75% enfriado con hielo y se centrifugó nuevamente. Se decantó el etanol y se secó el precipitado brevemente al vacío. Se disolvió el ARNm en 60 \muL de agua estéril libre de nucleasa tratada con DEPC. La cuantificación se llevó a cabo sobre 15 \muL del ARNm disuelto como se describió para el ARN total. Se recuperaron aproximadamente 9,6 \mug de ARNm a partir de 5 mg de ARN total.
I. Construcción de la genoteca de ADNc
Se sintetizaron la primera y la segunda cadenas del ADNc utilizando el kit para síntesis ZAP-cDNA (Stratagene). Se incubaron 4 \mug de ARNm en 25 \muL de agua a 65ºC durante 5 min. Se añadieron 3 \muL de metil mercurio 100 mM y se incubó a temperatura ambiente durante 10 min. Se añadieron 4 \muL de \beta-mercaptoetanol 700 mM y se continuó la incubación durante 5 min más. Al ARNm desnaturalizado se le añadieron 5 \muL del búfer 10x para la primera cadena, 5 \muL de DTT 100 mM, 3 \muL de la mezcla de nucleótidos (10 mM de cada dATP, dGTP, TTP y 5-metil-dCTP), 2 \muL de enlazador-iniciador de 1,4 \mug/mL,(5'GAGAGAGAGAGAGAGAGAGAACTAGTCTCGAGTTTTT TTTTTTTTTTTTT3'), 1 \muL de un bloque de RNasa y 5 \muL de agua. Se incubó la reacción a temperatura ambiente durante 10 min para fijar el iniciador al ARNm y se añadieron 2,5 \muL de transcriptasa inversa M-MuLV de 20 u/ \muL. Se removieron 5 \muL de esta mezcla de reacción a un tubo que contenía 0,5 \muL de 800 Ci/mmoles [\alpha-^{32}P]dCTP (DuPont NEN). Se incubaron ambas reacciones a 37ºC durante 1 hora. Se congeló la reacción marcada con reactividad a -20ºC para un análisis posterior en gel.
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A 45 \muL de la reacción principal se le añadieron 40 \muL del búfer para la segunda cadena, 15 \muL de DTT 100 mM, 6 \muL de la mezcla de nucleótidos (10 mM de cada dATP, dGTP, TTP y 26 mM de dCTP 26 mM), 268,3 \muL de agua y 2 \muL de 800 Ci/mmoles [\alpha-^{32}P]dCTP (DuPont NEN). Después de mezclar, se añadieron 4,5 \muL de RNasa H 1 u/\muL y 19,2 \muL de ADN polimerasa I de E. coli de 5,2 u/\muL y se incubó la reacción a 16ºC durante 2,5 horas. Se extrajo la reacción con 400 \muL de fenol:cloroformo (1:1) y se separaron las fases por medio de centrifugación. Se removió la fase acuosa a un nuevo tubo y se extrajo nuevamente con cloroformo. Se recuperó la fase acuosa como anteriormente. Se recuperó el ADNc bicatenario por medio de precipitación durante la noche a -20ºC después de la adición de 33,3 \muL de acetato de sodio 3 M y 867 \muL de etanol al 100%. Se recuperó el filtrado por centrifugación en una microcentrífuga a 4ºC durante 60 min. Se lavó el precipitado con 1 \muL de etanol al 80% y se lo recuperó por medio de centrifugación a temperatura ambiente a velocidad máxima en una microcentrífuga. Se removió el sobrenadante, se secó el precipitado al vacío y se lo disolvió en 45 \muL de agua. Se removieron 3 \muL de el ADNc bicatenario resuspendido y congelado a -20ºC hasta analizarlo por medio de electroforesis en gel.
A los restantes 42 \muL del ADNc bicatenario se le añadieron 5 \muL del búfer 10 x Klenow (búfer #3) 2,5 \muL de los nucleótidos de 2,5 mM (dCTP, dGTP, dATP y TTP), y 0,5 \muL de el fragmento de Klenow de 5 u/\muL. Después de 30 min a 37ºC, se añadieron 50 \muL de agua y se extrajo la reacción con un volumen igual de fenol:cloroformo (1:1) y luego cloroformo como se describió anteriormente. Después de la adición de 7 \muL de acetato de sodio 3 M y de 226 \muL de etanol al 100%, se recuperó el ADN bicatenario romo en el extremo por medio de precipitación incubando sobre hielo durante 30 min y centrifugando a velocidad máxima a 4ºC durante 60 min. Se lavó el precipitado con 300 \muL de etanol al 80%, se centrifugó y se secó como anteriormente. Se añadieron 7 \muL de los enlazadores EcoRI de 0,4 \mug/\muL al ADNc seco. Las estructuras de los enlazadores EcoRI son:
5' AATTCGGCACGAG 3'
3' GCCGTGCTC 5'
Después de agitar en vórtice para resuspender el ADNc, se añadieron 1 \muL de búfer de ligación 10x, 1 \muL de ATP 10 mM y 1 \muL de 4 Weiss u/\muL T4 ADN ligasa, y se incubó la reacción durante la noche a 8ºC. Se inactivó la ligasa por medio de calentamiento a 70ºC durante 30 min. Se fosforilaron los extremos 5' de los enlazadores EcoRI unidos al ADNc utilizando al polinucleótido quinasa. Se añadieron 1 \muL del búfer #3 10x, 2 \muL de ATP 10 mM, 6 mL de agua y 1 mL de T4 polinucleótido quinasa de 10 u/mL a la reacción de ligación. Después de 30 min a 37ºC la reacción de la quinasa se inactivó con calor a 70ºC durante 30 min.
Se generaron "extremos pegajosos" de Xhol en el extremo del ADNc correspondiente al extremo 3' del ARNm por medio de digestión del sitio de Xhol en el enlazador-iniciador (ver más arriba). Se añadieron 28 \muL del búfer de Xhol y 3 \muL de Xhol de 40 u/mL al ADNc y se incubó la reacción a 37ºC durante 1,5 horas. El ADNc con los extremos pegajosos de EcoRI en el extremo 5' y los extremos pegajosos de Xhol en el extremo 3' (con relación al ARNm original) fueron fraccionados por tamaño por medio del paso a través de una columna de giro Sephacryl S-400 como sigue. Se añadieron 5 \muL de STE 10x (tris 100 mM (pH 7,0), EDTA 5 mM y NaCl 100 mM) y se aplicó el ADNc a la parte superior de una jeringa de 1 \muL que contenía Sephacryl S-400. Se colocó un tubo de microcentrífuga de 500 mL en el fondo de la jeringa y se colocó la columna en un tubo de centrífuga y se centrifugó aproximadamente a 400 x g durante 2 min. Se añadieron 60 \muL de STE 10x a la parte superior de la jeringa, se colocó un nuevo tubo de microcentrífuga sobre el fondo y se centrifugó nuevamente la columna como anteriormente. Se repitió este proceso hasta que se habían recogido seis fracciones.
Aproximadamente 10% de cada una de las fracciones fue sometida a electroforesis sobre un gel de agarosa al 1% para determinar la distribución por tamaño del ADNc en cada fracción. Se extrajo el resto de cada una de las fracciones con un volumen igual de fenol:cloroformo y luego con cloroformo como se describió anteriormente, y luego se precipitó por medio de la adición de 2 volúmenes de etanol al 100%. Después de incubar a -20ºC durante la noche, se recuperó el ADNc por medio de centrifugación a 14.000 rpm a 4ºC durante 60 min en una microcentrífuga. Se lavó el ADN con 200 \muL de etanol al 80% como se describió anteriormente, y se secó. Se disolvió el ADNc en 5 \muL de agua y se removieron 0,5 \muL para determinar la concentración de ADNc por medio de fluorografía utilizando el Hoefer TKO 100 DNA Fluorometer. Los 4,5 mL restantes de la fracción 1, que contenían las moléculas más grandes de ADNc, contenían aproximadamente 304 ng de ADNc.
Se ligaron 100 ng de ADNc de la fracción 1 en 1 \mug de Uni-Zap, un vector bacteriófago lambda ZAP que había sido digerido con EcoRI y con Xhol (Stratagene). Se añadió la fracción 1 del ADNc (2,9 MI) a 0,54 \muL del búfer de ligación 10x, 0,5 \muL de ATP 10 mM, 1 \muL del vector Uni-Zap XR de 1 \mug/\muL y 0,5 \muL de 4 Weiss u/\muL T4 ADN ligasa. Se incubó la reacción a 8ºC aproximadamente durante 44 horas. Se añadió una alícuota de 1 \muL de la reacción de ligación a una alícuota del extracto para ‘Congelación-Descongelación' del kit de acondicionamiento Gigapack II Gold (Stratagene). Se añadieron 15 \muL del extracto sónico y se mezclaron suavemente los contenidos. Se llevo el acondicionamiento hasta temperatura ambiente. Después de 2 horas, se añadieron 500 \muL del búfer SM (tris-HCL 0,01 M, pH 7,5, MgCl_{2} 0,01 M, Na_{2}EDTA 0,1 mM) y 20 \muL de cloroformo a la reacción de acondicionamiento, se removieron los residuos por medio de una centrifugación corta en una microcentrífuga y los fagos acondicionados se almacenaron a 4ºC hasta su uso.
J. Titulación de la genoteca primaria
Se mezcló 1 \muL de los 500 \muL de la genoteca primaria con 9 \muL del búfer SM para una dilución 1/10. Se utilizó 1 \muL de esta dilución para infectar a 200 \muL de células de E. coliXL1-Blue MRF' cultivadas hasta una densidad igual a un O. D._{600} = 0,5. Se incubaron las células a 37ºC durante 15 min con agitación suave. Se mezclaron entonces las células infectadas con 2,5 mL del agar de superficie a 48ºC que contenía 15 \muL de IPTG 0,5 M, y 50 \muL de X-gal de 250 mg/mL y se las sembró sobre placas NZY de 100 x 15 mL (5 g/L de NaCl, 2 g/L de MgSO_{4}.7 H_{2}O, 5 g/L de extracto de levadura, 10 g/L de amina NZ [pH 7,5], y 15 g/L de agar Difco). Se incubaron las placas durante la noche a 37ºC. Las placas de respaldo eran azules, mientras que las placas recombinantes eran blancas. El promedio de tres de estas placas indica que 1 \muL de la genoteca primaria produjo 1.930 placas recombinantes blancas, y 65 placas azules. Los 500 \muL totales de la genoteca primaria fueron calculados para representar 965.000 placas recombinantes.
K. Amplificación de la genoteca primaria
En 20 tubos estériles se cultivaron 300 \muL de células de E. coliXL1-Blue MRF' cultivadas hasta un O. D._{600} = 0,5. A cada tubo se le añadieron 12, 5 \muL de estándar de genoteca primaria, y 90 \muL de búfer SM y se incubaron los tubos a 37ºC durante 15 min. Se añadieron 2,5 mL de agar de superficie a 48ºC a cada tubo y se sembraron en placa las células sobre placas NZY de 100 x 15 mm. Se incubaron las placas durante la noche a 37ºC. Se añadieron 5 mL de búfer SM a cada placa y éstas fueron incubadas durante 8 horas más a 4ºC. Se recolectó el búfer SM con una pipeta estéril y se lo almacenó en un tubo de centrífuga estéril de 250 mL. Cada placa fue lavada aproximadamente con 4 mL de búfer SM fresco que fue añadido al material previamente recolectado. Se añadió cloroformo hasta un volumen final del 5%, a la genoteca amplificada. Se incubó luego la genoteca a temperatura ambiente durante 15 min y luego se centrifugó a 2.000 x g durante 10 min para remover los residuos celulares. Se recuperó el sobrenadante (114,5 mL) y luego se lo transfirió a una botella estéril de polipropileno. Se añadió cloroformo hasta un volumen final de 0,3% y se almacenó la genoteca amplificada a 4ºC.
L. Titulación de la genoteca amplificada
Un \muL de una dilución 10^{-11} de la genoteca amplificada en búfer SM contenía 192 placas recombinantes cuando se las sembró sobre placa como se describió anteriormente. Con el propósito de obtener 50.000 placas recombinantes, se utilizaron 25 \muL de una dilución 10^{-7} para infectar 600 \muL de células E. coliXL1-Blue MRF' cultivadas hasta un O. D._{600} = 0,5, las cuales fueron incubadas luego a 37ºC durante 15 min. A estas células se les añadió 6,5 mL de agar de superficie a 48ºC y se sembró sobre placa la genoteca en placas NZY de 150 x 15 mm. Se prepararon cuatro de tales placas que representan 200.000 placas recombinantes, y se incubaron a 37ºC durante la noche. Se enfriaron luego las placas durante 4 horas a 4ºC, y luego se las utilizó para seleccionar el ADN de la genoteca.
M. Amplificación por medio de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) del ADNc de la xantosina-N^{7}-metil transferasa
La síntesis del ADNc de la primera cadena fue como se describe en el protocolo anterior de Stratagene. Las dos únicas secuencias de péptidos obtenidas por medio de digestión tríptica permitieron la síntesis de los iniciadores degenerados descritos en la Figura 4. Se llevó a cabo una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) (Saiki, R.K., Gelfand, D.H., Stoffel, S., Scharf, S.J., Higuchi, R., Horn, G.T., Mullis, K.B. y Erlich, H.A., Science 239:487 (1988)) entre pares de estos iniciadores (1-6, 2-6, 3-5 ó 4-5) utilizando 4 ng de ADNc, 1 \muL de iniciadores 20 \muM, 0,5 \muL de cada desoxirribonucleótido trifosfato 1 mM, MgCl_{2} 1,5 mM, 0,3 \muL de Taq ADN polimerasa [5.000 u/mL], 2,5 \muL de búfer PCR 10x [tris-HCl 10 mM (pH 9,0), triton X-100 al 0,1%] y H_{2}O estéril hasta un volumen final de 25 \muL. Las condiciones para la PCR fueron 94ºC durante 4 min [1 ciclo]; 94ºC durante 1 min, 43ºC durante 1 min, 72ºC durante 1 min [35 ciclos]; 72ºC durante 5 min [1 ciclo]). Las reacciones se hicieron en tubos estériles para microcentrífuga de 500 \muL utilizando un termociclador para ADN de Perkin Elmer modelo 480. Únicamente la combinación de los iniciadores 1 y 6 resultó en un producto único a una temperatura para fijación de 43ºC. Se midió por medio de una electroforesis sobre gel de agarosa utilizando agarosa SeaPlaque (FMC) que el producto era aproximadamente de 750 pares de bases. Se utilizó una escala de 100 pb comercialmente disponible como marcador de tamaño (Promega Corporation).
M. Clonación del producto génico por PCR de la xantosina-N^{7}-metil transferasa específica para café
El fragmento de 750 pb obtenido utilizando los iniciadores 1 y 6 (Figura 4) en una reacción PCR de 50 \muL tenía añadidos 50 \muL de cloroformo, y 100 \muL de agua estéril. La mezcla fue agitada en vórtice y luego centrifugada en una microcentrífuga a 14.000 rpm durante 2 min. La capa acuosa superior que contenía al ADN fue removida y colocada en un tubo estéril. La cuantificación en una placa con bromuro de etidio indicó la presencia aproximadamente de 5 ng del ADN/\muL aproximadamente amplificado por PCR. El producto PCR fue luego ligado dentro de un vector TA Cloning Kit pCR II (Invitrogen Corporation) en una reacción de ligación de 10 \muL que contenía 1 \muL de búfer de ligación 10x, 2 \muL del vector pCR II (25 ng/\muL), 3 \muL de producto PCR fresco (5 ng/\muL), 1 \muL de T4 ADN Ligasa, y 3 \muL de agua estéril. Se incubó la reacción de ligación a 14ºC durante la noche. Se centrifugaron las reacciones de ligación a 14.000 rpm durante 2 min y se las colocó sobre hielo. A un vial recientemente descongelado de células competentes de E. coliXL 1-Blue se le añadieron 2 \muL de \alpha-mercaptoetanol 0,5 M y se mezcló suavemente con la punta de la pipeta. Se pipetearon 2 \muL de la reacción de ligación dentro de las células y luego se las agitó suavemente con la punta de la pipeta para mezclar. Se incubó luego el vial sobre hielo durante 30 minutos y se lo sometió a choque térmico exactamente durante 30 segundos en un bloque de calentamiento a 42ºC. Se colocó el vial sobre hielo. Después de 2 min, se le adicionaron 450 \muL de medio SOC estéril (20 g/L triptona, 5 g/L de extracto de levadura, 0,5 g/L de NaCl, 10 mL/L de KCl 250 mM, 10 mL/L de MgCl_{2}, 20 mL/L de glucosa 1 M, [pH 7.0]). Posteriormente se agitó el vial a 225 rpm en un agitador rotatorio durante 1 hora y luego se lo colocó sobre hielo.
Se sembraron sobre placa las células transformadas pipeteando 50 \muL y/o 200 \muL de la suspensión celular sobre una de las dos placas LB (10 g/L de triptona, 5 g/L de extracto de levadura, 10 g/L de NaCl, 15 g/L de agar Difco, pH 7,5) que contenía 50 \mug/mL de ampicilina y 40 \mug/mL de X-Gal. Se incubaron las placas a 37ºC durante 20 horas y luego se las movió hasta 4ºC durante 3 horas para permitir el desarrollo de color. Se analizaron 6 colonias transformantes blancas por la presencia y orientación del fragmento PCR.
N. Miniprep de un plásmido por ebullición
Cada una de las colonias transformantes fue cultivada en medio estéril terrific broth (12 g/L de triptona, 24 g/L de extracto de levadura, 4 mL/L de glicerol, 100 mL/L de fosfato de TB 10x [KH_{2}PO_{4} 0,17 M, KH_{2}PO_{4} 0,72 M]) suplementado con 50 \mug/mL de ampicilina. Se incubaron los tubos durante la noche en un agitador rotatorio a 37ºC. Se transfirieron 3 mL de cada colonia a un tubo de microcentrífuga de 1,5 mL, 1 mL a la vez, y se concentraron las células por centrifugación a 14.000 rpm durante 2 min. Se descartó el sobrenadante cada vez y se dejó al precipitado celular tan seco como fuera posible. Se lavaron las células una vez con 1 mL de H_{2}O estéril y se centrifugó como anteriormente. Se descartó el sobrenadante y se resuspendió el precipitado celular en 320 \muL de búfer STET (sacarosa al 8%, triton X-100 al 0,5%, EDTA 50 mM, tris-HCl 10 mM, pH 8,0). A estas células se les añadió 32 \muL de lisozima de 10 mg/mL en búfer TE (10 mL/L de tris-HCl 1M, pH 8,0, 2 mL/L de EDTA 0,5 M, pH 8,0) y se mezcló por medio de inversión de los tubos varias veces. Los tubos fueron colocados en baño de agua en ebullición durante 5 min y, colocados inmediatamente después sobre hielo. Una vez enfriados fueron centrifugados durante 30 min a 14.000 rpm a 4ºC. Se removió el precipitado de cada tubo con un palillo de dientes estéril. El sobrenadante tenía 170 \muL de NH_{4}OAc 7,5 M y se le añadieron 500 \muL de isopropanol enfriado sobre hielo, y se precipitó el ADN durante la noche a -20ºC. Se centrifugaron los tubos a 14.000 rpm a 4ºC durante 30 min, y se lavó el precipitado con etanol al 75% y se lo secó durante 1 min en un speed-vac. Se resuspendió el ADN en 50 \muL de H_{2}O estéril que contenía 1 \muL de RNasa A de 5 mg/mL.
O. Digestión de restricción para remover el inserto del plásmido pCR II
Se preparó una mezcla de reacción de 25 \muL por medio de la adición de 15 \muL de ADN de miniprep plasmídico como el obtenido anteriormente, 2,5 \muL de búfer H (tris-HCl 90 mM [pH 7,5], MgCl_{2} 10 mM, NaCl 50 mM) 1 \muL de EcoRI (8-12 u/\muL), y 6,5 \muL de H_{2}O estéril. Se incubó la mezcla en un baño de agua con agitación a 37ºC durante 1 hora, y luego ebulló en un baño de agua durante 1 min. se centrifugaron los tubos a 14.000 rpm durante 15 segundos y luego se dejó enfriar hasta temperatura ambiente. Se añadieron 2 \muL colorante de carga a 10 \muL de cada mezcla, y se analizaron los productos de digestión por medio de electroforesis sobre gel de agarosa al 1,5% utilizando agarosa ultra pura (GibcoBRL) y una escala de 100 pb como marcador de tamaño (Promega Corporation).
Solamente una de las seis reacciones indicó la presencia de un inserto digerido de \sim 750 pb. Se inoculó la colonia bacteriana original correspondiente al plásmido con el producto PCR de la xantosina-N^{7}-metil transferasa de 750 pb dentro de un erlenmeyer de 250 mL que contenía 50 mL de medio LB estéril (10 g/L de triptona, 5 g/L de extracto de levadura, 10 g/L de NaCl, pH 7,5) suplementada con 50 ug/mL de ampicilina. Se incubó el erlenmeyer en un agitador rotatorio a 30ºC durante la noche. En un tubo de microcentrífuga de 1,5 mL se concentraron 18 mL del medio celular resultante por medio de centrifugación como anteriormente.
Se purificó el ADN plasmidial utilizando el procedimiento del mini kit plasmidial de QIAGEN (Qiagen Inc.). Se resuspendió el precipitado bacteriano lavado en 0,3 mL de búfer P1 que contenía a la RNasa suministrada. A estos 0,3 mL de búfer P2 para lisis alcalina se le añadieron, mezclando sacudiendo suavemente el tubo e incubado por no más de 5 min a temperatura ambiente. Se añadieron los siguientes 0,3 mL de búfer P3 enfriado y se mezcló invirtiendo el tubo 6 veces. Después de 10 minutos sobre hielo se centrifugó el extracto a 14.000 rpm durante 15 min en una microcentrífuga. Se removió el sobrenadante y se lo aplicó a un QIAGEN-tip 20 que fue previamente equilibrado por medio de la aplicación de 1 mL de búfer QBT por medio de flujo por gravedad. También se le permitió al sobrenadante aplicado con el extracto celular entrar a la resina de la columna por medio de flujo por gravedad. Una vez se había detenido el flujo a través de la columna, se lavó el QIAGEN-tip 20 4 veces con un mL de búfer QC. Se eluyó el ADN lavando el QIAGEN-tip 20 con 0,8 mL de búfer QF y se lo precipitó por medio de la adición de 0,7 volúmenes (560 \muL) de isopropanol a temperatura ambiente. Se centrifugó inmediatamente el tubo a 14.000 rpm durante 30 min y se removió cuidadosamente el sobrenadante. Se lavó el ADN precipitado con 1 mL de etanol al 70% enfriado sobre hielo, se lo centrifugó como anteriormente, y se lo secó al aire durante 5 min. Se resuspendió el ADN en 100 \muL de H_{2}O estéril. La espectrofotometría UV, como se describió anteriormente, sobre 1 \muL de la resuspensión de ADN indicó que habían 55 \mug del ADN plasmídico de pCRII por 100 \muL.
La secuenciación automatizada del ADN del inserto en el plásmido pCRII a partir de su extremo 5' se logró utilizando el iniciador inverso M13 que se enlaza a una referencia en el pCRII justamente adyacente al sito en donde el producto PCR fue insertado. La secuenciación fue hecha en las instalaciones del servicio de Biotecnología de la Universidad de Hawai. La reacción de secuenciación contenía 1 \mug del molde del plásmido y 3,2 pmoles del iniciador M13. La secuencia obtenida indicó que el producto PCR codificado por la secuencia de ADN de los primeros 6 aminoácidos de los fragmentos peptídicos A y B (Figura 4) a partir de cuya secuencia se elaboraron los iniciadores 1 y 2 del ADN degenerado (Figura 4). Además, la secuencia también codificó a los siguientes 7 aminoácidos del fragmento de péptido, cuya secuencia de ADN no fue utilizada en la construcción del iniciador. Por lo tanto, en efecto se clonó la secuencia de ADN para la proteína correcta.
P. Elaboración de una sonda cebada en forma aleatoria para la selección del ADNc utilizando el producto PCR
Se llevaron a cabo dos digestiones de restricción de 25 \muL con EcoRI sobre dos alícuotas de 17,5 \muL del plásmido pCRII purificado como se describió anteriormente. Los productos fueron separados sobre un gel de agarosa al 1% como antes, y se cortó en forma aséptica el inserto de 750 pb de dos sendas del gel. Las piezas de gel que tienen una masa de 0,65 g fueron transferidas a un tubo de polipropileno estéril de 40 mL y sometidas a purificación con el kit Geneclean II (BIO 101, Inc.). Se añadieron 4,5 volúmenes de una solución patrón de NaI (2,93 mL) a las rebanadas de gel. Se añadió la mitad del volumen del modificador TBE al gel (325 \muL) y se incubó el tubo a 45ºC durante 5 min. A éste se le añadieron 15 \muL de suspensión glassmilk y se incubó durante 5 min adicionales. Se precipitó el complejo glassmilk/ADN por medio de centrifugación durante 10 seg a 1.000 rpm y se removió el sobrenadante. Se lavó el precipitado de glassmilk 3 veces con 1 mL de solución New Wash y se eluyó el ADN con 50 \muL de H_{2}O estéril. Las placas con bromuro de etidio indicaron que la concentración de ADN era de 10 mg/ \muL.
Se sintetizó una sonda cebada en forma aleatoria a partir de 30 ng (3 \muL) del ADN purificado. Se añadieron 3 \muL del ADN a 27 \muL de agua estéril y se desnaturalizó el ADN por medio de calentamiento en un baño de agua en ebullición. A esta se le añadieron los constituyentes del kit Promega Corporations Prime-a-Gene (10 \muL de búfer de marcación 5x, 2 \muL de los dNTP no marcados [20 \muM cada dCTP, dGTP, TTP], 2 \muL de BSA acetilado de 1 mg/mL, 1 \muL de enzima Klenow de 5u/\muL) y 5 \muL de [\alpha-^{32}P]dATP (50 \muCi, 3.000 Ci/mmol; DuPont NEN) hasta un volumen final de 50 \muL, y se permitió la incubación a temperatura ambiente durante 1 hora. Se terminó la reacción por medio de la adición de 2 \muL de Na_{2}EDTA 0,5 M (concentración final 20 mM) y se calentó durante 2 min en un baño de agua en ebullición.
Q. Selección de una genoteca amplificada con una sonda cebada en forma aleatoria
Las cuatro placas NZY de 150 x 15 mm que tenían aproximadamente 50.000 clones recombinantes por placa fueron enfriadas hasta 4ºC (ver más arriba para las condiciones de siembra y cultivo), y las placas recombinantes levantadas por medio de un primer remojo previo en membranas de transferencia de nylon Magna de 132 mm (MSI Corporation) sobre papel cromatográfico saturado con búfer SSC 5x durante 10 seg. Las membranas fueron colocadas sobre las placas que contenían a las placas recombinantes durante 5 min, y luego levantadas y colocadas, con la cara que contiene a los fagos hacia arriba, durante 2 min sobre papel cromatográfico saturado con NaOH 0,5 M y NaCl 1,5 M. Las membranas fueron neutralizadas por medio de transferencia sobre papel cromatográfico saturado con tris-HCl 0,5 M (pH 8,0) y NaCl 1,5 M durante 5 min. Ellas fueron colocadas entonces durante 20 seg sobre papel cromatográfico saturado con búfer SCC 2x, tris-HCl 0,2 M (pH 7,5) y luego trasferidas secas. Después de 1 hora de secado al aire, se entrelazó el ADN a las membranas por medio de la exposición a 12.000 \muJulios de UV utilizando un UV Stratalinker 1800 (Stratagene Corporation). Las cuatro membranas fueron hibridadas previamente a 65ºC durante 2 horas en 100 mL de SSPE 6x (52,2 g/L de NaCl, 8,3 g/L de NaH_{2}PO_{4}.H_{2}O, 2,2 g/L de Na_{2}EDTA, [pH 7,4]), solución de Denhardt 5x (1 g/L de Ficoll, 1 g/L de polivinilpirrolidona, 1 g/L de BSA [fracción V de pentax]), SDS al 0,5% y 100 \mug/mL de ADN de esperma desnaturalizado de arenque en un horno para hibridación Hybrid Mark II.
La hibridación se realizó a 65ºC durante 12 horas en 10 mL de SSPE 6x, SDS al 0,5%, 100 \mug/mL de ADN de esperma desnaturalizado/en polvo de arenque, y 52 \muL de 15 x 10^{6} dpms/ml de la sonda cebada en forma aleatoria descrita anteriormente. Al final del período de hibridación se removió la sonda y se lavaron brevemente las membranas durante 30 seg con 100 mL de SDS al 0,5% que contenía SSC 2x a 65ºC. Las membranas fueron lavadas luego durante 30 min adicionales con la misma cantidad y concentración de búfer fresco. Las membranas fueron sometidas a dos lavadas más con 100 mL durante 30 min con 65ºC, SSC 0,2x, SDS al 0,5%, y luego envueltas en una envoltura de celofán y expuestas durante 24 horas a una película de rayos X preobscurecida FujiRX_{GCU} a -70ºC. Se observaron quince clones positivos. Estas placas fueron recogidas y colocadas en 1 mL de búfer SM que contenía 20 \muL de cloroformo (material de fago). De estas, 11 fueron procesadas para selección secundaria o terciaria hasta que se obtuvieron placas individuales únicas.
R. Caracterización de los clones de ADNc de xantosina-N^{7}-metiltransferasa
Se determinaron los tamaños de los clones putativos de ADNc de la xantosina-N^{7}-metiltransferasa por medio de la reacción en cadena de la polimerasa utilizando iniciadores homólogos para los promotores T3 y T7 que están presentes en el vector de clonación y que flanquean al sitio de inserción del ADNc. Las condiciones para la reacción en cadena de la polimerasa fueron las descritas anteriormente excepto por que el ciclo era de 35 ciclos de 95ºC durante 1 min, 50ºC durante 1 minuto y 72ºC durante 2 minutos. El análisis se hizo por medio de electroforesis en gel de agarosa como anteriormente. Los tres clones más grandes obtenidos fueron sometidos a una excisión in vivo por medio de una mezcla en un tubo estéril de 200 \muL de material de fago en una sola placa con 200 \muL de células frescas de XL1-Blue MRF' cultivadas hasta un O. D._{600} = 1,0. A esta mezcla se le añadió 1 \muL del fago auxiliar ExAssist (Stratagene Corporation) (>1 x 10^{6} pfu/\muL) y se incubaron los tubos a 37ºC durante 15 min. Se añadieron 3 mL de caldo estéril LB y se continuó la incubación durante 3 horas a 37ºC con agitación. Los cultivos fueron calentados en un baño de agua a 70ºC durante 20 min, y luego se centrifugaron los tubos a 1.000 x g durante 15 min. Un mL del sobrenadante que contenía al fagémido pBluescript cortado empacado como una partícula filamentosa de fago fue transferido a un tubo estéril para microcentrífuga de 1,5 mL y almacenado a 4ºC como la solución patrón. Se añadieron 25 \muL de la solución patrón a 200 \muL de E. coli Solar cultivadas hasta un O.D._{600} = 1 en un tubo de microcentrífuga. Después de incubación a 37ºC durante 15 min, se sembraron 200 \muL de células sobre placas de agar NZY de 100 x 15 mm que contenían 50 \mug/mL de ampicilina. Las placas fueron incubadas durante la noche a 37ºC hasta que aparecieron las colonias. Se incubó una colonia única en 10 mL de caldo estéril LB que contenía 50 \mug/mL de ampicilina y se desarrolló durante la noche a 37ºC con agitación. Se concentraron los 10 mL de cultivo celular en un tubo estéril para microcentrífuga de 1,5 mL y se sometieron las células precipitadas a la purificación del plásmido de QIAGEN como se describió previamente. El ADN plasmidial fue resuspendido en 50 \muL de H_{2}O estéril. Las reacciones automatizadas de secuenciación del ADN fueron llevadas a cabo por medio de la mezcla de 8 \muL de esta muestra de ADN (0,8 \mug) con 4 \muL de cualquiera de los dos iniciadores de secuenciación T3 o T7 (0,8 pmol/\muL). El resto del proceso fue como el descrito previamente. Cada reacción de secuenciación produjo aproximadamente 350 bases de la secuencia. La secuencia es mostrada en la Figura 5. La secuencia de aminoácidos de la xantosina-N^{7}-metil transferasa como se predijo a partir de la secuencia de bases del ADNc es mostrada en la Figura 6.
Los ejemplos anteriores son para propósitos de ilustración únicamente, y no deben ser vistos como limitantes del alcance de la invención del solicitante, que se expone en las reivindicaciones anexas aquí.
<110> Universidad de Hawai
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<120> Proteínas purificadas, secuencias de AND recombinante y procesos para producir bebidas libres de cafeína
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<130> J100054PCEP
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<140> EP97919934.6
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<141> 1997-03-24
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<160> 12
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<170> PatentIn versión 3.3
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<210> 1
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<211> 15
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (14)..(14)
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<223> X significa indeterminado
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<400> 1
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\sa{Ile Asn Tyr Ala Ser Gly Ala Ser Gly Ile Leu Asp Gln Xaa Gly}
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<210> 2
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<211> 14
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
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<400> 2
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\sa{Ile Asn Tyr Ala Ser Gly Ala Ser Gly Ile Leu Asp Gln Thr}
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
atnaaytayg cntcnggngc
\hfill
20
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<223> N denota inosina
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
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<400> 4
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
atnaaytayg cnagyggngc
\hfill
20
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> N denota inosina
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<400> 5
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\vskip0.400000\baselineskip
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cgnccngang cwtawttnat
\hfill
20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
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<400> 6
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cgnccgctng cwtawttnat
\hfill
20
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
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<211> 14
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (8)..(8)
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<223> X es ya sea Thr o Asp
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Gln Tyr Val Pro Cys Tyr Phe Xaa Phe Ile Asp Asp Gln Asp}
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<210> 8
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (9)..(12)
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<223> N denota inosina
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<400> 8
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cawtatgtnc cntgttattt
\hfill
20
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (9)..(12)
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<223> N denota inosina
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<400> 9
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\vskip0.400000\baselineskip
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aawtawcang gnacwtattg
\hfill
20
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
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<211> 371
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
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<400> 10
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1
2
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<210> 11
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<211> 1347
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> CDS
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<222> (53)..(1168)
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<223> secuencia de codificación
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
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3
4
5
6
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<210> 12
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<211> 371
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
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7
8
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LISTADO DE SECUENCIAS
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<110> Universidad de Hawai
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<120> Proteínas purificadas, secuencias de AND recombinante y procesos para producir bebidas libres de cafeína
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<130> J100054PCEP
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<140> EP97919934.6
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<141> 1997-03-24
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<160> 12
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<170> PatentIn versión 3.3
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<210> 1
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<211> 15
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> característica nueva
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<222> (14)..(14)
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<223> X significa indeterminado
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
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\sa{Ile Asn Tyr Ala Ser Gly Ala Ser Gly Ile Leu Asp Gln Xaa Gly}
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<210> 2
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<211> 14
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
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<400> 2
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\sa{Ile Asn Tyr Ala Ser Gly Ala Ser Gly Ile Leu Asp Gln Thr}
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<210> 3
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
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<400> 3
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\hskip-.1em\dddseqskip
atnaaytayg cntcnggngc
\hfill
20
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<210> 4
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<221> característica nueva
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<223> N denota inosina
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
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<400> 4
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atnaaytayg cnagyggngc
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20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<220>
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<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
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<400> 5
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20
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
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<221> característica nueva
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<222> (3)..(18)
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<223> N denota inosina
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<400> 6
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cgnccgctng cwtawttnat
\hfill
20
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<210> 7
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<212> PRT
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<213> Coffea arabica
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
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<221> característica nueva
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<222> (8)..(8)
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<223> X es ya sea Thr o Asp
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<400> 7
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\sa{Gln Tyr Val Pro Cys Tyr Phe Xaa Phe Ile Asp Asp Gln Asp}
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
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<211> 20
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\vskip0.400000\baselineskip
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\vskip0.400000\baselineskip
<221> característica nueva
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (9)..(12)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> N denota inosina
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cawtatgtnc cntgttattt
\hfill
20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Coffea arabica
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> característica nueva
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<222> (9)..(12)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> N denota inosina
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
aawtawcang gnacwtattg
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20
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<212> PRT
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10
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<212> ADN
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<213> Coffea arabica
\vskip0.400000\baselineskip
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<221> CDS
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<222> (53)..(1168)
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<223> secuencia de codificación
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<400> 11
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11
12
13
14
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<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Coffea arabica
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
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15
16

Claims (8)

1. La xantosina N^{17} metil transferasa sustancialmente pura que utiliza S-adenosilmetionina como substrato caracterizada por los fragmentos típicos A; B o C de acuerdo con la fórmula siguiente:
17
2. La transferasa de la reivindicación 1, que consiste esencialmente de la secuencia de aminoácidos de acuerdo a la Figura 6.
3. Una planta de café generalmente alterada caracterizada porque la alteración está basada en la transformación con una secuencia de ADN que suprime la síntesis de la xantosina N^{7} metil transferasa de acuerdo con la reivindicación 1 ó la 2.
4. Un fruto o grano de la planta de café generalmente alterada derivada de la planta de la reivindicación 3 que contiene una molécula de ADN que suprime la síntesis de la xantosina N^{7} metil transferasa de acuerdo con la reivindicación 1 ó la 2.
5. Una planta de café generalmente alterada, fruto de la planta o grano que contienen una molécula de ADN que codifica la transcripción para el ARNm que es antisentido al ARNm que codifica la expresión para la xantosina N^{7} metil transferasa de acuerdo con la reivindicación 1 ó la 2.
6. Una secuencia sustancialmente pura de ADN que codifica la expresión para la xantosina N^{7} metil transferasa seleccionada a partir de un grupo que consiste de
a)
una secuencia de acuerdo a la Figura 5;
b)
secuencias de ADN que híbrida a la secuencia de acuerdo a la Figura 5, dichas secuencias de hibridación consisten esencialmente de secuencias que son complementarias a la secuencia de acuerdo a la Figura 5; y
c)
secuencias de ADN que son degeneradas con respecto a la secuencia de acuerdo a la Figura 5.
7. El ADN de la reivindicación 6 siendo un vehículo de clonación.
8. Un método para producir granos de café libres de cafeína que comprende:
a)
transformar las plantas de café con una secuencia de ADN que es ya sea antisentido a una segunda secuencia de ADN o que codifica la transcripción para un ARNm que es antisentido a la segunda secuencia de ADN, en donde dicha segunda secuencia de ADN es ya sea la secuencia de ADN de acuerdo a la Figura 5 o una secuencia de ADN que codifica la expresión para una secuencia de proteína de acuerdo a la Figura 6; y opcionalmente
b)
cosechar el fruto de las plantas de café transformadas.
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