Charakterisierung von Proteinen der 5´-Prozessierung mitochondrialer Transkripte in Arabidopsis thaliana

Abstract

Zur Generierung eines reifen mitochondrialen Transkripts sind in Arabidopsis thaliana (A.thaliana) verschiedene Prozessierungsereignisse notwendig. Einer dieser Prozesse ist die 5‘-Prozessierung, in die einige Pentatricopeptide Repeat(PPR)-Proteine der P-Unterfamilie involviert sind. Es wird vermutet, dass an der 5‘-Prozessierung zusätzlich Proteine mit einer Endonukleaseaktivität beteiligt sind, deren Identität bislang allerdings unklar ist. Der in dieser Arbeit identifizierte RNA PROCESSING FACTOR 7 (RPF7) ist ein weiteres PPR-Protein, das an der 5‘-Prozessierung mitochondrialer Transkripte in A.thaliana beteiligt ist. RPF7 ist wichtig für die Bildung des 5‘-Endes bei -122 (bezüglich des Start-ATG) der reifen nad2-mRNA. Für die Funktion dieses Proteins sind die letzten 86 Aminosäuren essentiell. Im Vergleich zu den anderen bisher beschriebenen RPFs ist RPF7 ein eher kleines Protein. Dies ist vermutlich auch ein Grund dafür, dass an der Definition der (endonukleolytischen) Schnittstelle zur Generierung des 5‘-Endes der reifen nad2-mRNA zusätzlich ein weiteres, bisher unbekanntes, (PPR)-Protein beteiligt ist. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass sich eine korrekte 5‘-Prozessierung positiv auf die Stabilität des reifen nad2-Transkripts auswirkt. Mit den MITOCHONDRIAL NUCLEASEs 1 und 2 (MNU1 und MNU2) wurden zwei weitere für die 5‘-Prozessierung einzelner mitochondrialer mRNAs in A.thaliana wichtige Proteine identifiziert, wobei der Einfluss von MNU2 im Vergleich zu MNU1 oftmals stärker ist. Die Anreicherung von 5‘-verlängerten ccmFN2- und nad3-rps12-Transkripten bei gleichzeitiger Abwesenheit von MNU1 und MNU2 lässt vermuten, dass diese Proteine einen oder mehrere endonukleolytische(n) Schnitt(e) vermitteln. Die in dieser Arbeit beobachtete Anreicherung von nad9-Vorläufertranskripten in RPF2/MNU1- bzw. RPF2/MNU2-Doppelmutanten weist auf eine endonukleolytische Bildung der nad9-mRNAs hin. MNU1 und MNU2 scheinen maßgeblich daran beteiligt zu sein.