Эволюция редактируемых генов митохондриального генома трипаносоматид

• Автор: Герасимов, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Список сокращений
Введение
Обзор литературы
Редактирование РНК: от вирусов до человека
Редактирование в царстве растений
Редактирование в митохондриях растений
Редактирование в пластидах растений
Редактирование в ядерном геноме растений
Редактирование у миксомицетов
Редактирование в царстве животных
Редактирование в митохондриях животных
Дезаминирование аденозина
Систематическое положение и особенности организации КтеФрйёа: уридиловое редактирование
Структура кинетопластного ассоциата
Механизм уридилового редактирования у трипаносоматид
Особенность уридилового редактирования
Белки ЯЕСС, 20Б комплекс, модель ферментативного каскада
Редактирование гРНК в цис-положении: возможные истоки редактирования
Дополнительные факторы, не входящие в состав ИЗСС
3’-5’ полярность редактирования
Эволюция редактиуемых доменов криптогенов трипаносоматид
Ретропозиционная модель уменьшения размера редактируемого домена
Репликация кинетопластной ДНК и утрата классов миниколец
Функции редактирования РНК
Регуляция генной экспрессии на разных стадиях жизненного цикла
Альтернативное редактирование как источник генетического разнообразия
Редактирование - движущая сила адаптивной молекулярной эволюции
Материалы и методы
Объекты исследования
Культуры клеток
Реактивы
Ферменты
Синтетические олигонуклеотиды
Готовые наборы реактивов
Оборудование

Выделение РНК из культур клеток
Обратная транскрипция
Выделение кинетопластной ДНК из культуры клеток
Электрофоретическое разделение ДНК
Молекулярное клонирование
Компьютерная обработка последовательностей
Филогенетический анализ
Последовательности нуклеотидов, полученные в ходе работы
Результаты и обсуждение
Установление структуры криптогена N08 УУаПасета зр. Vscl, Ьертопаз соПозота, Ьер1отопаз гщ1(1из и Angomonas Пеапег (НегреШтопаз гоРтат)
Установление филогенетических отношений между ШаПасета зр. Vscl, 1ер1отопаз соПозота, Ьер1отопаз п%1с1из, Angomonas с!еапе1 и другими видами
Криптогены с редукцией редактируемого домена
Группа криптогенов с консервативной структурой коротких РД
Криптогены с вариабельной первичной структурой, транскрипты которых редактируются по всей длине
Три типа структурной организации криптогенов трипаносоматид
ВЫВОДЫ
Список литературы
Благодарности
Приложение
Приложение
Приложение

Список сокращений
ДО - дивергентная область;
ОТ - обратная транскрипция; гРНК — гидовая РНК; рРНК — рибосомальная РНК; кпДРІК - кинетопластная ДНК; мтДНК - митохондриальная ДНК;
кДНК - комплементарная ДНК, получаемая в результате ОТ.
п.н. - пара нуклеотидов;
т.п.н. - тысяча пар нуклеотидов;
АР — альтернативное редактирование;
РД - редактируемый домен;
ОРС — открытая рамка считвания;
НТО - нетранслируемая область;
RECC (RNA Editing Core Complex) - белковый комплекс, основа эдитосомы;
MURF2 (Mitochondrial Unidentified Reading Frame 2) - криптоген максикольца трипаносоматид.
*** в виду сложившейся традиции гены кинетопластного генома трипаносоматид не пишутся курсивным шрифтом. Ген цитохрома b обозначается как cyb, ген 6 субъединицы АТФазы как А6.

регуляция редактирования мРНК cyb происходит на уровне стабильности самой мРНК. Y-Ьох белки - признанные шапероны РНК, участвующие в глобальных процессах её метаболизма. Таким образом, регуляция редактирования тесно сопряжена с другими глобальными процессами РНК метаболизма к клетке, а медиаторами в этом взаимодействии часто являются такие белки, как RBP16 и другие неспецифические для 20S эдигосомы факторы. Недавно было показано, что RBP16 является РНК шапероном, связывающим дуплексы гРНК:пре-мРНК и участвующим в их стабилизации и плавлении (Ammerman et al., 2008).
TbRGGl выявлен скринингом библиотек кДНК Т. brucei (Vanhamme et al., 1998). Этот белок образует сшивки с поли(11)-участками гРНК при облучении ультрафиолетовым светом, а также часто соосаждается в комплексах с REAP-1 (Leegwater et al., 1995). TbRGGl имеет RGG (домен связывания нуклеиновых кислот) домен, связывающий РНК. Точная роль TbRGGl в редактировании не ясна, белок часто обнаруживается в комплексе с 20S эдитосомой (Burd and Dreyfuss, 1994). По последним данным нокаут TbRGGl приводит к снижению жизнеспособности клеток, снижению количества отредактированных мРНК, при этом количество не редактируемых транскриптов остается без изменений. TbRGGl связан с редактирующими комплексами в РНК-зависимой манере. Авторы предполагают, что белок участвует в общем метаболизме РНК, влияя на стабильность отредактированной или редактируемой формы мРНК (Hashimi et al., 2008).
Выше мы описали, какие процессы происходят в течение одного раунда редактирования, однако для большинства криптогенов трипаносоматид характерно наличие протяженных редактируемых доменов (полное редактирование, pan-editing), состоящих более чем из одного редактируемого блока. Для воссоздания мРНК такого гена требуется более чем одна гРНК и прохождение более чем одного раунда редактирования (Simpson et al., 2004; Stuart et al., 2005). Большинство систем in vitro, а также 20S комплекс и клеточные экстракты способы осуществить только один раунд редактирования одной гРНК. Лишь совсем недавно Alatortsev et al создали in vitro систему, способную осуществить полное последовательное редактирование матрицы А6 (Alatortsev et al., 2008).
3 ’-5’ полярность редактирования
ln vivo в редактировании участвует сложнейшая система белков, куда входят основные комплексы RECC, дополнительные факторы, описанные выше и гРНК. а также,