Spezielle Leistungen der Plastide: RNA-Edierung in Landpflanzen, Genomreduktion und Proteinimport in Peridinin-haltigen Dinoflagellaten

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Evolution der plastidären RNA-Edierung und dem evolutionären Hintergrund der komplexen Plastide in Peridinin-haltigen Dinoflagellaten. Das Plastidengenom des Lebermooses P. endiviifolia wurde vollständig sequenziert (120554 bp) und C zu U Edierung kon...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Grosche, Christopher
Beteiligte: Maier, Uwe (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2012
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Evolution der plastidären RNA-Edierung und dem evolutionären Hintergrund der komplexen Plastide in Peridinin-haltigen Dinoflagellaten. Das Plastidengenom des Lebermooses P. endiviifolia wurde vollständig sequenziert (120554 bp) und C zu U Edierung konnte an 54 Stellen nachgewiesen werden. Aufgrund der relativ geringen Anzahl an Edierungen stützt dies einen sekundären Verlust der RNA-Edierung in dem Lebermoos M. polymorpha. Weiterhin sind die Edierungsstellen in P. endiviifolia auf einen Sequenzkontext mit geringerer Mutationsrate konzentriert. Dadurch erfüllen sie die Kriterien für das Modell der Entstehung der RNA-Edierung nach Tillich (Tillich et al., 2006). Ein RNA-Edierungssystem entwickelte sich um Mutationen der DNA auf RNA Ebene zu kurieren. Rückmutationen, teilweise begünstigt durch Zeiten dynamischer Sequenzevolution, führten zu den heute beobachtbaren Editotypen bzw. zum Verlust der Edierung in M. polymorpha. Außerdem wurde die plastidäre Genomreduktion der Peridinin-haltigen Dinoflagellaten untersucht. Mittels Transposonmutagenese konnten minicircles aus A. carterae isoliert werden, die unter anderem eine Stammspezifität der core-Region verdeutlichen. Die minicircles zeigen eine ausgesprochene Varianz und ihre möglichen Funktionen, unter anderem als mögliches Gen-shuttle, werden diskutiert. Im Zuge der Betrachtung des plastidären Proteinimports zeigte sich, dass die Transitpeptide Nukleus-codierter Plastidenproteine der Peridinin-haltigen Dinoflagellaten und Chromisten, entgegen bisherigen in vitro Daten, keinen Import in die primäre Plastide von Landpflanzen vermitteln können und die sogenannten Klasse I Transitpeptide weitere potentielle Zielsteuerungsinformationen enthalten (TPL2), welche die nötigen Informationen für eine Assoziation mit einer primären Plastide tragen. Proteine dieser Klasse weisen häufig eine größere Homologie zu ‚grünen Genen‘ auf, was auf einen Ursprung aus einem potentiellen horizontalen Gentransfer schließen lässt. Zusätzlich konnte durch elektronenmikroskopische Studien bestätigt werden, dass Proteine mit Klasse I Transitpeptid nicht sensitiv für eine Inhibition mit Brefeldin A sind und somit einen vom Golgi-Apparat unabhängigen Transportweg in die komplexe Plastide zu nutzen scheinen. Diese Klasse zeigt also Besonderheiten im plastidären Proteinimport, womöglich resultierend aus einem abweichenden evolutionären Ursprung.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2012.0932