Bitki mitokondri biyolojisi

Bitki Mitokondri Biyolojisi
A. Yapı
1. Dış zar
2. İç zar
3. Zarlar arası boşluk
4. Matriks
Fasulye kök ucunda mitokondri
. Transfer hücresinde
Mitokondri 
(Floem iletim dokusunda:
şeker, hormon, amino asid
ve RNA transfer eder.)
B. İşlev
1.
2.
3.
4.
solunum (TCA siklusu ve diğ.)
ATP sentezi (ve taşınması)
Diğer oksidasyon yolları
kendi genetik sistemi
C. Çoğalması
1. Bölünme ile (tomurcuklanma)
1. Kloroplasttan ufak bazen birleşip dev
2. Mitokondriler oluşturabilirler.
3. Bir hücrede çok sayıda mitokondri
bulunabilir.
Bitki Mt DNA ve Genetik
1.
2.
3.
4.
Genelde halkasal,
Histon yok,
Organel başına kopya sayısı az,
Genelde uniparental olarak kalıtılır
– Koniferlerde her iki ebeveynden
– Angiospermlerde : maternal (cpDNA gibi)
– Chlamydomonas: minus (-)
•
cpDNA (+) ebeveynden
Mt DNA büyüklük ve yapı bakımında CpDNA dan daha fazla
varyasyon gösterir.
-Linear
-- 3’ ters tekrarlar var
uzantılar identik.
Diğer tRNAlar sitoplazmadan taşınırlar.
Mısır(Zea mays):
Multipl, ilişkili halkalar :
Ana halka 570 kb
(günümüzde 700 kb
olarak biliniyor) ve
subgenomik halkalar.
Subgenomik halkalar
ana halkadan direkt
tekrarlarda
rekombinasyon ile
oluşurlar.
Kara yosunu(Marchantia
polymorpha) mtDNA:
- tüm dizisi biliniyor.
- Tek halka 180,000 bp
MtDNA bazı yeşil alglerde (chlorophytler) ve kara
bitkilerinde (streptophytler)
1. Genom büyüklüğü farklı (gen sayısıdeğil #) yeşil
alglerden kara bitkilerine geçişte.
2. İntron tipi Group I  II (dönüşüm artar).
MtDNA evolüsyonunda büyüklük
• Mantarlar  insan : ekonomi
• Yeşil algler  yüksek bitkiler :
– Bazılarında azalır bazı durumlarda büyür.
Angiosperm mitokondrilerinde
Transfer RNAlar
•
Hepsi organelde bulunmaz bir kısmı
sitoplazmadan transfer edilirler.
•
2 grup Mt-kodlaması:
1. Kloroplast homologları ( Cp DNAdan gelmiştir
veya Cp- den türevlenmiştir).
2. Vertikal mitokodriyal kalıtım.
Bazı Angiospemlerdeki fazlaDNA Mt DNAsı
nereden gelir?
1.
2.
3.
DNAnı büyük kısmı kodlama yapmaz; kara yosunu Mt
DNA sından fazla gen taşımaz.
Çok sayıda Cp-DNA dizisi vardır
• Rekombinasyona rastlanır.
Nuklear DNA dizileri de vardır.
• Örn. Oenothera: nuklear 18S rrn geni Mt DNA’da
bulunur.
• Bu genlerin bazıları transkripsiyon yapar
fakat işlevsizdir, tRNA genleri bu kapsamın
dışındadır.
Piriçte Cp
den Mt DNA
transfer
Mitokondriyal Gen Anlatımı
Transkripsiyon
1. A consensus promoter of 11 bp, contains
CRTA sequence (R = purine) within 20 bp
of transcription start site.
2. Phage-like RNA polymerase
– Single, large catalytic subunit
– Small specificity factor protein
Mitokondri RNAları
1. Transkriptler poliadenilli veya şapkalı
değildirler.
2. Çoğu transcript “edit edilir”
3. RNA Editing
–
–
Trypanosome mitokondrisinde bulunmuştur.
Bitki mitokondrilerinde ortaktır, bazı bitkilerde cp
genlerinde de rastlanır, memelilerde bazı
nuklear genlerde de rastlanır.
Tanım: Kırpılmadan başka nedenlerle RNA oluşan
DNA kalıbından farklı değişimler.
Genomik genlerin
cDNAlarının (Mt
RNAlarla
karşılaştırılması)
Plant Mt RNA editing
Angiospermlerde var (karayosunlarında yok).
Çoğu transcript edit edilir.
Çoğunda C  U’ya dönüşür.
Kodlama yapan bölgelerde öncelik vardır.
Editing translasyon yapabilen mRNAlar
oluşturur, ve amino asidleri korur(işlevsel
protein).
6. Bazı transcriptlar tam edit olmazlar(ara
moleküller).
1.
2.
3.
4.
5.
Bitki Mt editing olası mekanizmalar:
Sitozin’de deaminasyon (urasil) oluşumu
sitidine deaminaz
NH2
O
N
N
H20
=O
N
Cytosine
=O
N
Uracil
Bitki mt RNA Editing
Mekanizmaları
• Sitidine deaminazlar memelilerde ApoB
editing’de iş görürler.
• Editing bölgeler nasıl tanımlanırlar?
• Rehber RNAlar yoktur (Trypanosome
mitokondrisinde olduğu gibi)
angiosperm mitokondrilerinde
bulunamamışlardır.
Daha fazla evolüsyon
• Kara yosunu Mt genomu atasal (primitif) kara
bitkilerine mt genomuna göre
– RNA editing yok
– trans-splicing yok
– tRNAların tümü var
– cpDNA dizileri yok.
• Bunlar son zamanlarda evolüsyona uğramış
karakterlerdir.