Ribonucleases in bacteria: functions and physiological roles across selected species

Abstract

Ribonucleases (RNases) are enzymes that catalyse the cleavage of RNA molecules. By mediating RNA cleavage, ribonucleases are key players in RNA maturation and degradation. Since RNA metabolism is essential to life, many ribonucleases play vital functions in the cells. This thesis compares the diversity of three ribonucleases in terms of function and their physiological impact in three distinct bacteria. The following ribonucleases, Polynucleotide phosphorylase (PNPase), RNase E and RNase Y, have been chosen for comparison. PNPase is found in all three model bacteria compared in this thesis: Escherichia coli, Mycobacterium tuberculosis, and Bacillus subtilis. In contrast, RNase E is found in E. coli and M. tuberculosis, whereas RNase Y is present solely in B. subtilis and absent in both E. coliandM. tuberculosis. Studying ribonucleases is crucial for understanding RNA metabolism and its impact on bacterial homeostasis. Key words: ribonuclease (RNase), RNA metabolism, PNPase, RNase E, RNase Y, RNA degradosome complex, E. coli, B. subtilis, M. tuberculosis

Ribonukleázy (RNázy) jsou enzymy, které štěpí cílovou RNA. Díky schopnosti štěpit molekuly RNA se z ribonukleáz stali klíčoví hráči pro maturaci a rozklad RNA molekul. RNA metabolismus je nepostradatelný, a proto některé ribonukleázy zprostředkovávají životně důležité funkce. Tato práce porovnává rozmanitost tří ribonukleáz na základě jejich funkcí a fyziologických rolí u tří různých bakterií. Bakalářská práce se zaměřuje na porovnání vybraných ribonukleáz: Polynukleotid phosphorylázy (PNPázy), RNázy E a RNázy Y. PNPáza se nachází ve všech třech modelových bakteriích srovnávaných v této práci: Escherichia coli, Mycobacterium tuberculosis a Bacillus subtilis. Zatímco RNáza E se objevuje u E. coli a M. tuberculosis, RNáza Y se nachází pouze u Bacillus subtilis a chybí jak u E. coli, tak i u M. tuberculosis. Studovat ribonukleázy je zásadní pro pochopení metabolismu RNA a jeho vlivu na homeostázu bakterií. Klíčová slova: ribonukleáza (RNáza), metabolismus RNA, PNPáza, RNáza E, RNáza Y, komplex RNA degradozomu, E. coli, B. subtilis, M. tuberculosis