Charakterisierung der mitochondrialen RNA-Prozessierungs-Faktoren 4 und 6 in Arabidopsis thaliana

Abstract

In Arabidopsis thaliana (A.thaliana) sind die RNA PROCESSING FACTORs (RPFs), Pentatricopeptide Repeat(PPR)-Proteine der P-Subfamilie, an der 5’-Prozessierung mitochondrialer Transkripte beteiligt. Die RPFs sind teilweise RESTORER OF FERTILITY(RF)-ähnlich, so auch die in dieser Arbeit charakterisierten Proteine RPF3, RPF4 und RPF6. RF-Proteine tragen dazu bei eine cytoplasmatische männliche Sterilität (CMS) zu umgehen, indem die Expression von CMS-auslösenden, mitochondrialen Genen unterdrückt wird. RPF4(Ler) ist in die Entstehung mehrerer 5‘-reifer ccmB-mRNAs involviert, die neben den auch in Col vorliegenden ccmB-Haupttranskripten gebildet werden. Anhand von in silico-Vorhersagen wird eine Bindung von RPF4(Ler) stromaufwärts der Prozessierungsstellen angenommen. Im Rahmen dieser Arbeit war es möglich dem N-Terminus von RPF4(Ler) einen wesentlichen Einfluss auf die 5‘-Reifung der ccmB-Transkripte zuzusprechen. Desweiteren scheinen auch die zentralen PPR-Motive zur Funktionalität von RPF4(Ler) beizutragen. Der C-Terminus ist im Gegensatz dazu vermutlich nicht spezifisch für die Funktion des Proteins. Die 5‘-Reifung der ccmC-Transkripte in A.thaliana steht in direktem Zusammenhang mit einem 66 bp langen Sequenzabschnitt der mitochondrialen DNA stromaufwärts des ccmC-Leserasters, der den Col- bzw. C24-ccmC-Genotyp definiert. Bei Vorliegen des Col-ccmC-Genotyps bilden sich unter dem Einfluss von RPF3 ccmC-Transkripte mit 5‘-Enden bei -484/482. Für die Reifung der C24-typischen ccmC-Transkripte mit 5‘-Enden bei -391/390 ist dagegen RPF6 verantwortlich. Anhand von in silico-Vorhersagen wird eine Bindung der Proteine innerhalb des zwischen Col und C24 diskriminierenden Bereichs angenommen. Dies konnte durch in vitro-Analysen bestätigt werden. Auf Grund der Ähnlichkeit von RPF3 und RPF6 scheint die Bindung an die ccmC-mRNA und damit Funktionalität der Proteine von einzelnen Aminosäuren abzuhängen.