Genom- und Organellevolution in Höheren Pflanzen

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Organelle sind in allen höheren Spezies zu findende Kompartimente, die durch die Aufnahme eines Bakteriums in einer eukaryotischen Zelle entstanden sind (Endosymbiose). Im Verlauf der Evolution wurde ein Großteil der Endosymbiontengene in das Genom des Eukaryoten überführt. Im Gegenzug mussten nun einige der Proteine, für die diese transferierte DNA codiert, nach der Herstellung im Cytosol in die Organellen importiert werden, da sie dort wichtige Organellfunktionen aufrechterhalten. Dieser Import wird durch N-terminale Peptidsignale (TPs) ermöglicht, die von Translokatoren in den Organellmembranen erkannt werden. Die bioinformatische Vorhersage dieser TPs ist von großer Bedeutung, da zur Zeit nur so umfassende Aussagen über Anzahl und Identität der Organellproteine getroffen werden können. Diese Analyse ist vor allem bei einem Vergleich verschiedener Spezies von Interesse um unterschiede in der Funktionsvielfalt der jeweiligen Organelle aufzudecken und in einen evolutionären Kontext zu stellen. Das Vorhaben verfolgt folgende Ziele: 1) Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit und Entwicklung leistungsfähigerer TP-Vorhersageprogramme. 2) Erstellung einer Datenbank für vorhergesagte und experimentell bestimmte Chloroplasten- und Mitochondrienproteine. 3) Phylogenetischer Vergleich von TPs und Promotorregionen identifizierter Organellproteine. 4) Genomweite Charakterisierung von kürzlich transferierter DNA um auf deren Aktivierungsmechanismen zu schließen.