Proteinimport in Plastiden

Abstract

Plastiden sind von zentraler Bedeutung für die pflanzliche Zelle. Der überwiegende Anteil der plastidären Proteine ist im Kern der Zelle kodiert und muss über eine doppelte Hüllmembran importiert werden. Den Hauptimportweg bilden Translokationskomplexe an der äußeren (TOC) und inneren (TIC) Hüllmembran des Plastiden. Proteine die über diesen Importapparat importiert werden sollen, verfügen zur Erkennung über ein N-terminales Transitpeptid. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Transitpeptide der einzelligen Alge Cyanophora paradoxa denen von Arabidopsis thaliana gegenübergestellt. Es war festzustellen, dass sich die Transitpeptide der beiden Organismen trotz der großen evolutionären Distanz überraschend ähnlich sind. Was ein Beleg ist, wie gut die grundlegenden Prinzipien des Imports konserviert sind. Des Weiteren wird im Rahmen der Arbeit demonstriert, dass ein Defekt der Importkomponente Tic56 in Arabidopsis kaum Auswirkungen auf den Proteinimport hat, der Verlust dieser Komponente jedoch zu einer gestörten Biogenese plastidärer Ribosomen führt. Dadurch konnte eine Verbindung zwischen Proteinimport und Translation aufgezeigt werden.

Plastids are substantial parts of plant cells. Major parts of plastid proteins are nucleus encoded and have to be imported across the two envelop membranes. The main import pathway consists of translocation complexes at the outer (TOC) and inner (TIC) envelop membrane of the plastid. Plastid proteins that need to be imported via this import apparat contain an N-terminal transit peptide. In this study transit peptides of the unicellular algae Cyanophora paradoxa are compared with those of Arabisopsis thaliana. Despite the wide evolutionary distance between both organisms their transit peptides are surprisingly similar. This is an evidence for the good conservation of the basic principles of import. Furthermore it is demonstrated that a defect of the import component Tic56 has no dramatic consequences for protein import, but that the loss of the component leads to a disturbed biogenesis of plastid ribosomes. This reveals a connection between protein import and translation.