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The biology of piRNA clusters in Drosophila melanogaster
Franz Gruber
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Julius Brennecke
DOI
10.25365/thesis.28738
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29756.29830.468760-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Transposons (“springende Gene”) sind eigennützige Abschnitte im Erbgut (DNA) aller Ein- und Mehrzeller. Um Teil der DNA zu bleiben, versuchen Transposons in die Erbinformation von Keimzellen zu gelangen, um von dort an weitere Generationen vererbt zu werden.
Die Gemeine Fruchtfliege Drosophila melanogaster weist ein interessantes Verhalten auf, wenn man männliche Tiere aus freier Wildbahn mit weiblichen Tieren aus einem Fliegenlabor miteinander kreuzt. Dieses Phämonen nennt man Hybriddysgenese und sie führt zu Infertilität der F1 Tochtergeneration. Die Ursache wurde auf aktive Transposons (die sogenannten P- oder I-Elemente) und auf einen nicht vorhandenen Kontrollmechanismus zurückgeführt. Da Transposons auf Grund ihres Verbreitungsmechanismus ausschlaggebenden Einfluss auf die evolutionsbiologische Fitness haben, müssen sie a priori unter ständiger Kontrolle stehen.
Drosophila melanogaster besitzt neben kurzen interferierenden RNAs („siRNA“) und micro RNAs („miRNA“) noch eine dritte Klasse von kleinen RNAs: Piwi interagierende RNAs („piRNAs“). Diese Klasse von kurzen RNAs entstand separat und wurde in Verbindung mit Transposonkontrolle gebracht, was man nun als „piRNA Pathway“ versteht.
piRNAs sind 23-29 Nukleotide lang, binden an so genannte Argonaut Proteine (Piwi, AGO3, Aub) und dienen in diesem Protein-RNA Komplex als Navigationssystem, um komplementäre Sequenzen zu erkennen und weiters die Aktivität von Transposons zu unterbinden. Eine Quelle für piRNAs im Genom der Fruchtfliege sind so genannte „piRNA clusters“, bei welchen es sich um eine Aneinanderschachtelung von degenerierten und inaktiven Transposonfragmenten handelt. piRNA Cluster können bis zu 260 Kilobasenpaare lang sein und sind meist an der Grenze zwischen Heterochromatin und Euchromatin zu finden. Das Wissen über diese Regionen, die ausschlaggebend für Transposonregulation sind ist sehr rar. Man vermutet, dass piRNA Cluster als Ganzes transkribiert werden und nach dem Export aus dem Zellkern zu kurzen piRNAs verarbeitet werden.
Wo und wann ein solcher Cluster aktiv ist und wo in der Zelle das lange Vorläufertranskript lokalisiert, sind die Hauptfragen dieser Arbeit.
Während meiner Studien ist es mir gelungen einen Gewebsspezifischen biologischen Sensor zu etablieren, mit welchem man die Expression eines Clusters messen kann. Desweiteren gelang es mir Sequenzen proximal eines Clusters liegend mit einer möglichen Promotoraktivität in Verbindung zu bringen. Weiters, konnte ich Protokolle von hochsensitiven Methoden, welche zur Lokalisierung von RNA Molekülen dienen, adaptieren. Mit Hilfe dieser Methoden ist es nun ermöglicht, tiefer in die Materie des piRNA pathways einzutauchen und neue Erkenntnisse über z. B. die Biogenese der kurzen piRNAs zu erhalten.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Drosophila piRNA pathway Transposons piRNA clusters
Autor*innen
Franz Gruber
Haupttitel (Englisch)
The biology of piRNA clusters in Drosophila melanogaster
Paralleltitel (Deutsch)
Die Biologie von piRNA clusters in Drosophila melanogaster
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
87 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Julius Brennecke
AC Nummer
AC11109959
Utheses ID
25662
Studienkennzahl
UA | 490 | | |