Analýza regulačních oblastí genů v genomu oxymonády Monocercomonoides

Abstract

iii Abstrakt Regulace genové exprese je klíčovou schopností každé buňky v jejím vývoji, diferenciaci a v udržování homeostázy. Prozatím je ale dostupných poměrně málo informací o regulaci genové exprese u prvoků a naše poznatky o tomto procesu u eukaryot pocházejí pouze z několika modelových organismů. Náš výzkum probíhá na oxymonádách, skupině málo prozkoumaných anaerobních protist, vyskytujících se ve střevech některých živočichů. V této práci se zabýváme rodem Monocercomonoides. Genová exprese je ovlivňována mnoha mechanismy na několika úrovních. My jsme se zaměřili na strukturu promotorových oblastí, 5' nepřekládané oblasti a základní transkripční a translační iniciační faktory. Naše výsledky srovnáváme s nejbližšími prozkoumanými příbuznými rodu Monocercomonoides, kterými jsou Trichomonas vaginalis a Giardia intestinalis. V promotorových oblastech Monocercomonoides jsme identifikovali několik konzervovaných motivů, které se potenciálně podílí na regulaci transkripce, včetně TATA boxu a TATA-like motivu. 5' nepřekládané oblasti jsou poměrně krátké (většinou 20 - 30 nukleotidů) a obsah GC párů v těchto oblastech je nižší, než je obvyklé u modelových organismů. U vybraných genů jsme délky těchto oblastí ověřovali pomocí RACE. V genomu Monocercomonoides jsme anotovali sady základních transkripčních (23...

iv Abstract Regulation of gene expression is a key ability of every single cell in its development, differentiation and homeostasis. On the other hand, rather sparse amount of information is available for protists and our understanding of regulation of gene expression in eukaryotes is limited to a few model organisms. Our research is aimed at oxymonads, poorly studied group of anaerobic protists, which inhabit digestive tract of some animals. In this study we focus on the genus Monocercomonoides. Gene expression is modulated at multiple levels by many mechanisms. This thesis is focused on structure of promoter regions, 5' untranslated regions and basal transcription and translation initiation factors. Our results are compared to the closest studied relatives of Monocercomonoides - Trichomonas vaginalis and Giardia intestinalis. We have identified several conserved motifs in promoter regions of Monocercomonoides, including TATA box and TATA-like motif. These motifs potentially play a role in the transcription regulation. 5' untranslated regions are relatively short (typically 20 - 30 nucleotides) and GC content in these regions is low compared to model organisms. In selected genes, the quality of the automatic prediction of UTR was verified by RACE. We have annotated sets of basic transcription (23 proteins)...