Bacterial proteins in the biogenesis of mitochondria of unicellular eukaryotes.

Abstract

v češtině Vznik mitochondrie z bakteriálního endosymbionta se řadí mezi zásadní momenty v evoluci eukaryot. Nedílnou součástí organelogeneze byl přesun genů endosymbionta do jádra hostitele a zároveň probíhající tvorba translokačních drah pro proteiny nově syntetizované v cytoplasmě hostitele. Výsledné komplexy translokáz jsou kombinací původních bakteriálních komponent a proteinů specifických pro eukaryota. Kromě translokáz určených pro import proteinů z cytoplazmy najdeme v současných mitochondriích i některé komponenty původních bakteriálních sekrečních drah. Zatímco funkce široce rozšířeného mitochondriálního homologu YidC, Oxa1, je dobře známá, role ojedinělých mitochondriálních Sec a Tat translokáz nebyla zatím objasněna. Více pozornosti bylo zatím věnováno jejich homologům v plastidech, kde se tyto translokázy podílejí na sestavování fotosyntetických komplexů. V této práci jsou shrnuty dosavadní poznatky o struktuře a funkci prokaryotických YidC, Sec a Tat translokáz a jejich eukaryotických homologů. Na základě porovnání obou organel endosymbiotického původu je navržena hypotéza o příčinách větší "evoluční úspěšnosti" v integraci bakteriálních translokáz do transportních drah plastidu.

in English Formation of mitochondria by the conversion of a bacterial endosymbiont is the fundamental moment in the evolution of eukaryotes. An integral part of the organelle genesis was the displacement of the endosymbiont genes to host nucleus and simultaneous creation of new pathways for delivery of proteins synthesized now in the host cytoplasm. Resulting protein translocases are complexes combining original bacterial components and eukaryote-specific proteins. In addition to these novel protein import machines, some components of the original bacterial secretory pathways have remained in the organelle. While the function of a widely distributed mitochondrial homolog of YidC, Oxa1, is well understood, the role of infrequent components of Sec or Tat translocases has not yet been elucidated. So far, more attention has been paid to their abundant plastid homologs, which assemble photosynthetic complexes in the thylakoid membrane. In the thesis, the structure and function of prokaryotic YidC, Sec and Tat machineries and their eukaryotic homologs are described. By comparing both organelles of the endosymbiotic origin, the hypothesis is drawn on why these translocases have been more "evolutionary successful" in plastids than in mitochondria.