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Ruolo della proteina Rpn11 nella dinamicità della morfologia mitocondriale di Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae è un lievito aerobio facoltativo in grado di crescere sia su terreni con fonti di carbonio fermentabili, come il glucosio, sia su terreni contenenti fonti di carbonio solo respirabili, come il glicerolo. Questo tipo di metabolismo permette di studiare la struttura, l’organizzazione e la genetica mitocondriale.
Molte proteine sono coinvolte nel mantenimento della morfologia mitocondriale e molte di quelle che appartengono agli apparati di fissione fusione e tubulazione sono state identificate. L’interesse per il mantenimento della morfologia mitocondriale è aumentato dopo la scoperta che l’alterazione di proteine coinvolte in una di queste vie porta a fenotipi mitocondriali aberranti causando malattie genetiche come Charchot Marie Tooth, la Ophtalmia, la neuropatia ottica dominante (OPA 1).
Nel nostro laboratorio è studiato un ceppo di lievito (rpn11-m1) che possiede una mutazione nel gene RPN11, che causa un assemblaggio difettivo del lid del proteasoma; a livello fenotipico il mutante rpn11-m1 mostra difetti di ciclo cellulare ed, inoltre, mostra difetti nella funzionalità mitocondriale, fenotipo unico tra i mutanti proteasomali, e presenta mitocondri estremamente frammentati già alla temperatura permissiva.
In questo studio si è cercato di capire come la proteina Rpn11-m1 fosse implicata nel mantenimento della morfologia mitocondriale. Questa proteina potrebbe partecipare alla regolazione degli eventi di fusione, fissione o tubulazione perché ci sono esempi di proteine appartenenti alla via dell’ubiquitina-proteasoma che regolano, in modo ancora non chiaro, la morfologia mitocondriale.
Quindi si è proceduto in primo luogo ad investigare quale dei tre processi (fusione, fissione o tubulazione) fosse alterato nel mutante rpn11-m1.
I nostri risultati hanno fatto ipotizzare che Rpn11 agisca principalmente sul processo di tubulazione e che quindi abbia un ruolo nella regolazione dell’equilibrio dinamico dei mitocondri. La via di cui farebbe parte Rpn11 non è ancora nota, ma noi proponiamo che il calcio e alcune delle proteine che lo legano, come Gem1 e Pmr1, siano importanti.
Il passo successivo da compiere, al termine dell’analisi delle interazioni genetiche tra i mutanti in esame, sarà lo studio delle modalità di interazione tra le proteine oggetto del nostro studio, per comprendere se tra di esse possa esserci un’associazione diretta o se invece sia coinvolto qualche ulteriore proteina adattatrice.

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6 Introduzione I mitocondri Saccharomyces cerevisiae è un lievito aerobio facoltativo in grado di crescere sia su terreni con fonti di carbonio fermentabili, come il glucosio, sia su terreni contenenti fonti di carbonio solo respirabili, come il glicerolo (Berger e Yaffe, 2000). Questo tipo di metabolismo permette di studiare la struttura, l’organizzazione e la genetica mitocondriale. I mitocondri sono organelli tubulari presenti nel citoplasma di tutte le cellule eucariotiche, che mostrano una estrema dinamicità in quanto la loro forma varia in base al tipo di cellula, allo stato fisiologico e alle condizioni nutrizionali (Messerschmitt et al., 2003). Strutturalmente sono formati da due membrane, una interna e una esterna che insieme delimitano il compartimento intermembrana. Sulla membrana interna, che racchiude la matrice, sono localizzati gli enzimi della catena respiratoria. La matrice, invece, contiene la maggior parte degli enzimi metabolici ed il DNA mitocondriale, ribosomi e tRNA. Questi organelli sono la sede in cui avviene la fosforilazione ossidativa, il processo necessario per la generazione dell’energia metabolica.

Laurea liv.II (specialistica)

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Lorenza Tulli Contatta »

Composta da 80 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.