Регуляция экспрессии оперона mntCAB у цианобактерии Synechocystis

• Автор: Молькова, Ирина Петровна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 83 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Строение цианобактериальной клетки

1.2. Участие марганца в функционировании фотосистемы II

1.3.1ЯТ1 транспортный белок ионов металлов.

1.4. Транспорт ионов металлов в бактериальных клетках.

1.4.1. Механизмы транспорта ионов металлов

1.4.2. Регуляция транспорта ионов металлов в бактериях

1.5. Транспорт ионов Мп2 в клетках цианобактерий.

1.5.1. ЛВС транспортер ионов Мп2 в клетках Вупескосувив

1.5.2. Вторая транспортная система ионовМп2
1.5.3. Кинетика транспорта марганца.3О
1.5.4. Мембранная топология МтВ, трансмембранного белка А ВС
транспортера
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Идентификация компонентов регуляторной системы с помощью
систематической геномики и ДНКмикроэррей.
3.2. Инактивация МапВ.
3.3. Инактивация МапЯ.
3.4. Экспрессия генов в клетках мутантов при дефиците ионов Мп2
3.5. Связывание МапК с промоторной областью оперона тгиСАВ
3.6. Рост мутантов на средах с различными концентрациями ионов Мп2г
3.7. Изменение внутриклеточного уровня ионов Мп2 в мутантах в зависимости от концентрации марганца в среде культивирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература


Цианобактерии, эукариотические водоросли и высшие растения осуществляют оксигенный фотосинтез, что является незаменимым источником кислорода для дыхания живых организмов на планете. Домен ФСН, находящийся в люмене, содержит четыре атома марганца, которые выполняют окислительновосстановительные функции при окислении воды Аллахвердиев и др. . В каталитическом центре ФСН атомы марганца координированы внутри кармана, образованного белками 1 и 2 i . Многие аминокислотные остатки 1 и 2, формирующие каталитический центр комплекса ФСН, являются лигандами для марганцевого ансамбля . Таким образом, поступление марганца в клетку является необходимым для осуществления оксигенного фотосинтеза Климов и др. Цианобактерии это прокариоты, оксигенный фотосинтез которых представляет собой удобную модель для изучения хлоропластов растений. Мп поступают через переносчик АВСтипа vi i , который кодируется опероном , включающим в себя тпА ген, кодирующий АТФсвязывающую субъединицу ген, кодирующий гидрофобную субъединицу и ген, кодирующий Мп2 связывающую единицу vi i . У цианобактерий, живущих в морской воде или в другой среде с низким содержанием Мп2, наблюдается активная экспрессия оперона vi i . Однако, остатся неизвестным, как цианобактериальные клетки определяют недостаток Мп2 и каким образом происходит последовательная экспрессия оперона . ДНК, регулируя экспрессию соответствующих генов или оперонов. Эти данные позволили нам предположить, что в регуляцию транспорта марганца в клетку может оказаться вовлечена одна из таких систем. Целью данной работы являлось выяснение механизмов регуляции экспрессии оперона у цианобактерии i . РСС . Определить элементы системы, регулирующей экспрессию оперона . Получить мутанты i, дефектные по регуляторным элементам этой системы. Изучить влияние мутаций на экспрессию оперона и на транспорт ионов Мп2 у цианобактерии i . РСС . ГЛАВА 1. Строение цианобактериальной клетки. Для большинства одноклеточных цианобактерий характерна структура, представленная на Рис. Цитоплазма окружена многослойной клеточной стенкой, подобной клеточной стенке Грамогрицательных бактерий. Она состоит из наружной мембраны единичной структуры и пептидогликанового слоя, толщиной от 5 до нм. Многие группы цианобактерий синтезируют добавочные наружные слои. Протопласт окружн цитоплазматической мембраной. Большая часть внутриклеточного пространства заполнена тилакоидными мембранами, расположенными параллельно друг другу на расстоянии нм. Каждый тилакоид образован двумя близко расположенными мембранами, внутреннее пространство между которыми образует люмен i . Тилакоидные мембраны являются основной структурой, в которой происходит оксигенный фотосинтез. Они содержат хлорофилл а белковые комплексы, каротиноиды и электронтранспортную систему. В межтилакоидном пространстве находятся палочкообразные структуры фикобилисомы, представляющие собой мулътимолекулярные комплексы фикобилипротеинов основных светоулавливающих пигментов цианобактерий i . Тилакоидные мембраны имеют различное расположение. Клетки могут содержать 36 кортикальных тилакоида, параллельных друг другу и наружной поверхности клетки ii . Они окружают центральную часть цитоплазму, содержащую ДНК, рибосомы и карбоксисомы. У других цианобактерий, особенно у гетероцистных штаммов, тилакоиды могут занимать большую часть цитоплазмы. В таких клетках ДНК и рибосомы локализованы между складками тилакоидов, а карбоксисомы находятся около периплазматической мембраны. Во многих штаммах характер расположения тилакоидов носит промежуточный характер i . Цианобактерии являются прокариотическими организмами, и строение их клеток имеет много общего с другими прокариотами. Однако наличие тилакоидных мембран существенно отличает эти организмы. .