نبذة مختصرة : Kleine G-Proteine haben in eukaryotischen Zellen vielfältige regulatorische Aufgaben. Sie wirken als molekulare Schalter, die im GTP-gebundenen Zustand aktiv, im GDP-gebundenen Zustand hingegen inaktiv sind. Im GTP-gebundenen Zustand sind sie in der Lage, mit Effektoren zu interagieren und diese zu aktivieren. Kleine G-Proteine sind an sehr verschiedenen Prozessen, wie der Regulation der Genexpression und der Zellproliferation, der Organisation des Zytoskeletts und des Vesikelverkehrs beteiligt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von kleinen G-Proteinen der Rho/Rac- und der Ras-Familie im phytopathogenen Basidiomyceten Ustilago maydis. Dieser Pilz eignet sich aufgrund seiner dimorphen Lebensweise gut als Modellorganismus, um die Regulation der Zellmorphologie zu untersuchen. Kleinen G-Proteinen der Rho/Rac-Familie wird hauptsächlich die Organisation des Aktin-Zytoskeletts zugeschrieben, weshalb der Einfluss dieser Proteine auf die Zellmorphologie groß ist. In U. maydis führt das Ausschalten des Rho/Rac-Proteins Cdc42 anders als in Saccharomyces cerevisiae nicht zur Letalität, sondern lediglich zu einem Defekt in der Zellseparation und zu Paarungsdefekten. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass das Ausschalten des nahe verwandten Proteins Rac1 zu Defekten in der Knospenbildung und im filamentösen Wachstum führt. Trotz der defekten Knospenbildung sind rac1-Deletionsmutanten aber lebensfähig und teilen sich durch Abschnürung an einem zentralen Septum. Überexpression von rac1 führt zu filamentösem Wachstum, während rac1-Deletionsmutanten nicht zur Filamentbildung der Lage sind. Das zeigt, dass Rac1 notwendig und hinreichend für das Umschalten des Wachstumsmusters in U. maydis ist. Die Expression einer konstitutiv aktiven Version von Rac1 führt zu starker Vakuolisierung und zum Aufblähen der Zellen sowie zum Zellzyklusarrest. Durch die Analyse einer Doppelmutante von cdc42 und rac1 konnten außerdem redundante Funktionen der beiden Proteine in der Regulation der Vesikelfusion aufgedeckt werden. ...
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