1. septembril kell 14.15 kaitseb Karl Jürgenstein geneetika erialal doktoritööd ,,A context-dependent interplay of translational fidelity and genome stability in Pseudomonas species" („Valgusünteesi täpsuse ja genoomi stabiilsuse tingimuslik põimumine bakteriperekonnas Pseudomonas“).
Juhendajad:
professor Maia Kivisaar, Tartu Ülikool
kaasprofessor Jaanus Remme, Tartu Ülikool
teadur Heili llves, Tartu Ülikool
Oponent:
Zeynep Baharoglu, PhD, Pasteuri instituut (Prantsusmaa)
Kokkuvõte
Geneetilise informatsiooni edasiandmine rakkudes toimub kolmes etapis: DNA replikatsioonis, transkriptsioonis ja translatsioonis. Neist viimas käigus, kui ribosoom loeb geneetilist koodi ning sünteesib selle põhjal valke, tehakse enim vigu. Keskmiselt lisatakse kasvavasse polüpeptiidi vale aminohape umbes kord iga mõne tuhande aminohappe kohta, mis on ligi miljon korda sagedamini, kui tekivad vead DNA replikatsioonil. Pikka aega peeti selliseid eksimusi väheoluliseks, sest vigased valgud lagundatakse kiiresti. Kerkinud on aga küsimus, kas vead valgusünteesil võivad mõjutada ka genoomi stabiilsust ja seeläbi soodustada mutatsioonide teket.
Senised teadmised selle seose kohta pärinevad peamiselt soolebakterist Escherichia coli. Uurimaks, kas samad põhimõtted kehtivad ka teistes bakterites, keskendus käesolev töö perekonnale Pseudomonas, mille esindajaid leidub nii mullas kui ka inimese organismis. Translatsiooni täpsust mõjutati kahel viisil: eemaldati tRNA-de korrektseks talitluseks vajalikud tRNA-d modifitseerivad ensüümid TruA ja RluA või siis muteeriti ribosomaalset valku uS5, mis osaleb valgusünteesil kriitilises õige ja vale koodoni äratundmise sammus.
Tulemused näitasid ootamatult keerukat seost valgusünteesi ja genoomi stabiilsuse vahel. tRNA modifikatsioonide kadumine suurendas Pseudomonas putida mutatsioonisagedust viis korda, kuigi mõju translatsiooni täpsusele oli tagasihoidlik. Ka enamik uuritud uS5 mutante näitas kõrgemat mutatsioonisagedust, kuid kõige suuremate translatsioonihäiretega variant ei erinenud mutatsioonisageduse poolest metsiktüvest.
Seega näib, et valgusünteesi täpsus ja genoomi stabiilsus on omavahel seotud, kuid mitte lihtsa põhjus-tagajärg seosena. Mutatsioonide kujunemist ei määra üksnes valgusünteesil tehtud vigade hulk, vaid oluline on ka nende tähendus ehk kontekst raku jaoks. Nii võib esmapilgul ajutisena tunduvast eksimusest valgusünteesil vallanduda püsiv muutus genoomis.
