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Frank Kempken:

Evolution mobiler genetischer Elemente

Lineare, extrachromosomale DNA bei dem Ascomyceten Ascobolus immersus

[Evolution of mobile genetic elements]

1989. 123 Seiten, 24 Abbildungen, 9 Tabellen, 14x22cm, 280 g
Language: Deutsch

(Bibliotheca Mycologica, Band 128)

ISBN 978-3-443-59029-1, brosch., price: 36.00 €

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Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Bis zur Entdeckung der ersten Transposonen ("Kontrollelemente") beim Mais durch Barbara McClintock Ende der 40er Jahre wurde die Lage der Genorte als konstant und das Genom als statisch angesehen. In den letzten Jahrzehnten hat sich überraschenderweise ein ganz anderes Bild ergeben: Das Genom vieler - wenn nicht sogar aller - Organismen enthält genetische Elemente, die ihre Lage im Genom verändern können. Insbesondere die Genome der Eukaryonten weisen zusätzliche DNA-Abschnitte auf, die ein Vielfaches der Menge an Strukturgenen ausmachen. Diese DNA-Abschnitte liegen häufig in hohen Kopiezahlen vor und werden als "repetitive DNA" bezeichnet. Solche repetitiven DNA-Spezies sind z.T. durch die Einwirkung mobiler Elemente entstanden oder im Genom selbst mobil. Aus dieser Sicht erscheint es fast erstaunlich, daß dennoch die Funktion essentieller Gene nicht beeinträchtigt wird. Dies läßt sich aber durch den hohen Selektionsdruck auf die Erhaltung lebenswichtiger Funktionen erklären.
Das häufige Vorkommen dieser Elemente im Genom ist einer der Gründe dafür, daß diese mobilen Elemente Schwerpunkte der Grundlagenforschung darstellen. Die Analyse der Mobilität, ihr evolutionärer Ursprung und Anwendungsmöglichkeiten bei der Genmanipulation sind hier ebenfalls zu nennen.

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Evolution mobiler Genetischer Elemente
Lineare, extrachromosomale DNA bei dem
Ascomyceten Ascobolus immersus

I) Einführung 1
A) Intronen 2
1) Intronen und reverse Transkription 3
2) Transposition von Intronen 5
B) Transposonen und Retroposonen 6
1) Transposonen 7
2) Retroposonen 10
3) Genrequlation durch transpanierbare Elemente? 14
a) Die Exzision eines Transposons von
Caenorhabditis elegans steht unter der
Kontrolle Gewebe-spezifischer Faktoren 15
b) Die Expression einiger Ty-Elemente unterliegt
der Kontrolle eines Hefe Regulators 15
c.) Ein Retrovirus zeigt eine Bevorzugung
bestimmter Integrationsteilen, d.h. die
Integration erfolgt nicht zufällig 16
d) Das Zusammenwirken autonomer und nicht
autonomer Transposonen in höheren Pflanzen
kann als Vorstufe der Bildung regulativer
Elemente angesehen werden 17
C) Virale Genome 18
1) RNA-Viren 19
a) Myco-Viren 19
b) Viroide 20
2) Viren mit reverser Transkriptase-Aktivität 21
a) Retroviren 21
b) Hepadnaviren 22
3) DNA-Viren 23
D) "Lineare Plasmide" 25
1) "Riller-Plasmide" bei Rluvveromvces lactis 25
2) Seneszenzeuslösung durch ein "lineares
Plasmid" bei Neurospora intermedia 28
E) Zusammenfassung und Ausblick 29
II) Problemstellung 31
III) Material und Methoden 35
IV) Ergebnisse 40
A) Rlonierung des "linearen Plasmids" pAI2 40
B) Lokalisation "linearer Plasmide" aus Ascobolus immersus 41

1) Organell-Isolation 41
2) DNA-Isolierung aus Mitochondrien 42
3) Hybridisierungs-Experimente 44
C) Sequenzanalyse des "Plasmids" pAI2 45
D) Transkript-Analyse 52
E) Struktur der terminalen Bereiche von pAI2 53
F) Replikations-Mechanismus 55
1) in Orkanelle DNA-Synthese 56
2) "Plasmid"-Replikation 59
G) Virus-ähnliche Partikel 62
V) Diskussion 65
A) "Plasmid" pAI2 ist ein mitochondriales DNA-Element 65
B) Genomorganisation und Genexpression von pAI2 68
1) Der Rodongebrauch des offenen Leserahmen ORF1
entspricht dem mitochondrialer Gene von
Hyphenpilzen 68
2) ORF1 von pAI2 zeigt verschiedene funktionelle
Domänen 70
3) "Plasmid" pAI2 kodiert für eine putative tRNA 76
4) Die Transkription von pAI2 entspricht der retroviraler Genome 78

C) "Plasmid-Replikation" 81
1) Terminale Proteine sind an die 5'-Enden von
pAI2 gebunden 81
2) In oraanello DNA-Synthese 82
3) DNA-Replikation von pAI2 in oraanello 86
D) Virus-ähnliche Kapside bei Ascobolus immersus 87
E) pAI2 als Bindeglied in der Evolution mobiler Elemente 89

VI) Zusammenfassung 91
VII) Literatur 93
VIII) Anhang 117
A) Nukleotidsequenz von pAI2 mit den Erkennungssequenzen
verschiedener Restriktions-Endonukleasen 117
B) Vorveröffentlichungen 123