Regulation der Transkription und Translation von Mst77F und der Protamine und die Funktion der Protamine während der Spermiogenese von Drosophila

Während der Spermatogenese werden aus diploiden Zellen hochspezialisierte, bewegliche, haploide Spermien zur Fertilisation der Eizelle gebildet. Die grundlegenden Merkmale des Prozesses sind dabei zwischen Drosophila und Säugern konserviert. Im Spermatozyten-Stadium der Spermatogenese wird ein h...

Ausführliche Beschreibung

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1. Verfasser: Barckmann, Bridlin
Beteiligte: Renakawitz-Pohl, Renate. (Prof. Dr. ) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2009
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Zusammenfassung:Während der Spermatogenese werden aus diploiden Zellen hochspezialisierte, bewegliche, haploide Spermien zur Fertilisation der Eizelle gebildet. Die grundlegenden Merkmale des Prozesses sind dabei zwischen Drosophila und Säugern konserviert. Im Spermatozyten-Stadium der Spermatogenese wird ein hochspezialisiertes Transkriptionsprogramm gestartet, wobei viele Gene einmalig in der Entwicklung abgelesen werden. Zusätzlich werden alle postmeiotisch in der Spermiogenese benötigten Gene transkribiert, da nach der Meiose die Transkription nahezu stoppt. Die mRNA dieser Gene wird über den 5´UTR translational reprimiert. Jene mRNAs werden in Drosophila von einem paralogen TFIID-Komplex transkribiert, der testisspezifische TAFs, die tTAF, enthält. Es konnte mit Anti-Sa- ChIPs gezeigt werden, dass die Transkription von ProtA, ProtB, und Mst77F, den Hauptkomponenten des Chromatins im reifen Spermium, direkt von den tTAFs abhängig ist. Wo die translational reprimierten mRNAs in der Zelle gespeichert werden, ist in Drosophila noch völlig unbekannt, deshalb wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei Systeme, das MS2cp/MS2sl-System und das lN/BoxB-System, zur in vivo Lokalisation von mRNAs etabliert. Während der Bildung der Spermien kommt es zur Reorganisation des Chromatins. Dabei werden in Drosophila und in Säugern die Histone zuerst durch Transitionsproteine, und in einem weiteren Schritt durch Protamine ersetzt. Der Sinn dieser Umorganisation ist noch unklar, und die haploinsuffizienten Protamingene in Mäusen und Menschen können hier keine Antwort geben. Deshalb wurde in dieserArbeit eine Deletion der Protamingene ProtA und ProtB in Drosophila erzeugt (protD), protD-Männchen sind überraschenderweise fertil. Nur etwa 20% der späten Spermatidenkerne weisen einen morphologischen Defekt auf, die Kerne sind korrektgeformt, aber verkrumpelt oder verbogen. Charakteristika der Spermatogenese, wie die Bildung weitere chromatinorganisierender Proteine und das Auftreten der DNABrüche während der Chromatinreorganisation, sind von der Synthese der Protamine unabhängig. Jedoch sind protamindefiziente Spermien um 20% sensitiver gegenüber Röntgenstrahlung. Das unterstützt die Hypothese, dass die Protamine das exponierte Genom in Spermium vor mutagenen Einflüssen schützt.