Mitochondrial RNA Editing Systems - diversity and evolution

Abstract

Mitochondrial RNA editing alters RNA sequences relative to their DNA templates. The process affects rRNA, tRNA, and especially mRNA across diverse eukaryotic lineages through nucleotide insertions, deletions, and C→U, U→C, A→I substitutions. This thesis reflects four decades of research and describes how methodological advances progressively revealed the breadth and mechanistic diversity of editing systems; presents mechanisms including guide-RNA-directed uridine editing, protein-mediated base conversions, polymerase-driven insertions, and hybrid systems; evaluates functions of this system ranging from key error corrections to developmental regulation and stress response; and maps occurrences of this phenomenon across the phylogenetic tree and describes evolutionary trends. Keywords RNA editing, evolution, mitochondrion, eukaryotes 1

Mitochondriální editace RNA mění RNA sekvence vůči jejich zdrojovým DNA. Tento proces ovlivňuje rRNA, tRNA a zejména mRNA napříč různorodými eukaryotickými liniemi prostřed- nictvím nukleotidových inzercí, delecí a C→U, U→C, A→I substitucí. Tato práce odráží čtyři desetiletí výzkumu a popisuje, jak metodologické pokroky postupně odhalily šíři a mechanistickou rozmanitost editačních systémů; představuje mechanismy včetně guide-RNA řízené uridinové ed- itace, proteiny zprostředkovaných konverzí bází, polymerázou řízených inzercí a hybridních sys- témů; hodnotí funkce tohoto systému sahající od klíčových oprav chyb až po vývojovou regulaci a reakci na stres a prostředí; a v neposlední řadě mapuje výskyty tohoto jevu napříč fylogenetickým stromem a popisuje evoluční trendy. Klíčová slova RNA editing, evoluce, mitochondrie, eukaryota 1