Βιοϋπολογιστική ανάλυση της Λευκοθέας και αναπτυξιακό πρότυπο έκφρασης του γονιδίου Lefkothea στο Arabidopsis

Abstract

Πρόσφατες δημοσιεύσεις έχουν δείξει πως πρωτεϊνες οι οποίες περιέχουν το τμήμα PORR (Plant Organelle RNA Recognition) εμπλέκονται στο μάτισμα των οργανιδιακών (π.χ. χλωροπλαστικών) γονιδίων τύπου II. To γονίδιο Lefkothea1 κωδικοποιεί μία πρωτεΐνη, η οποία περιέχει το τμήμα PORR και είναι ουσιαστική για την ομαλή ανάπτυξη του εμβρύου του φυτού Arabidopsis thaliana. Τα φυτικά οργανίδια προέρχονται από την ενδοσυμβίωση των βακτηρίων και των πρόδρομων ευκαρυωτικών κυττάρων. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης η τοποθέτηση των πρωτεϊνών στα οργανίδια ήταν σημαντική για βασικές βιολογικές διεργασίες όπως αυτή του ματίσματος και της ωρίμανσης του mRNA.Με βάση γνωστά γονιδιώματα πολλών φυτικών ειδών, πραγματοποιήθηκε έρευνα για τα ομόλογα τη πρωτεΐνης LEFKOTHEA1 και βρέθηκε μια μεγάλη ομάδα γονιδίων που ανήκουν στα παράλογα γονίδια της οικογένειας των γονιδίων Lefkothea1 στο Arabidopsis thaliana. Μέσω in silico analysis και βιοπληροφορικής η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή παρουσιάζει τις οικογένειες των γονιδίων τύπου Lefkothea1 στα φυτικά είδη και αναλύει την ίδια την οικογένεια στο Arabidopsis thaliana σε επίπεδο υποκυτταρικής τοποθέτησης, έκφρασης, πρόβλεψης τριτοταγούς δομής και εξέλιξης.Τα αποτελέσματα της εργασίας θα αποτελέσουν τη βάση για περαιτέρω έρευνα στην εξέλιξη και τη λειτουργία των γονιδίων-πρωτεϊνών με το τμήμα PORR στα φυτικά γονιδίωματα.

Recent studies have shown that proteins containing the PORR (Plant Organelle RNA Recognition) domain are implicated in group II intron splicing mechanism of chloroplast encoded genes. Lefkothea1 gene that contains the PORR domain is essential for embryo development. Plant organelles originate for endosymbiosis of bacteria in the primitive eukaryotic cell. During the course of evolution organellar targeting proteins encoded by the nuclear genome involved in fundamental biological processes including mRNA processing/splicing. Based on genome scale searches for homologs of LEFKOTHEA1 this study reports the discovery and annotation of a complete repertoire of novel genes that belong to the LEFKOTHEA1 paralogous gene family of Arabidopsis thaliana. Through in silico analysis and bioinformatics this study investigates the quantity, structural features, expression characteristics, subcellular localizations and possible functional roles provides a scientific basis for further research on proteins with PORR domain in plant genomes.