Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование механизмов импорта тРНК в митохондрии дрожжей и возможности использования этого процесса для лечения некоторых нейромышечных заболеваний человека

ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Колесникова, Ольга Александровна

Список сокращений.

Введение.

Обзор литературы.

1. Импорт белков в митохондрии.

1.2. Претранслокационное разворачивание предшественников мито-хондриальных белков и их транспорт к митохондриальной поверхности.

1.3. Транслокационный комплекс внешней митохондриальной мембраны.

1.4. Транслоказы внутренней митохондриальной мембраны.

1.4.1. Импорт белков, содержащих классическую сигнальную последовательность.

1.4.2. Импорт гидрофобных белков с внутренними сигнальными последовательностями.

1.4.3. ОХА-транслоказа.

2. Импорт тРНК в митохондрии.

2.1. Импорт тРНК в митохондрии простейших.

2.1.1. Импорт тРНК в митохондрии Tetrahymena.

2.1.2. Импорт тРНК в митохондрии трипаносоматид.

2.2 Импорт в митохондрии растений.

2.3. Импорт тРНК в митохондрии дрожжей.

2.4. Импорт тРНК в митохондрии животных.

3. Болезни человека, обусловленные мутациями в митохондриальном геноме.

3.1 Болезни человека, обусловленные мутациями в генах тРНК.

Материалы и Методы исследования.

1. Штаммы микроорганизмов и линии клеток.

1.1. Штаммы Escherichia coli.

1.2. Штаммы Saccharomyces cerevisiae.

1.3. Линии клеток человека.

3. Генно-инженерные методы.

3.1. Олигонуклеотид-направленный мутагенез (Kunkel et al., 1987).

3.1.1. Выращивание урацил-содержащих фагов.

3.1.2. Выделение однонитевой ДНК из фаговых частиц.

3.1.3. Фосфорилирование олигонуклеотидов.

3.1.4. Отжиг олигонуклеотидов на матрицу.

3.1.5. Синтез комплементарной цепи ДНК.

3.2. Трансформация клеток E.coli.

3.2.1 Метод солевой трансформации.

3.2.2. Электропорация.

3.3. Выделение и очистка однонитевых ДНК фагов для секвенирования.

3.4. Секвенирование однонитевых и двунитевых ДНК.

3.5. Выделение репликативной формы ДНК рекомбинантных фагов и плазмидных ДНК.

3.6. Получение матриц для Т7-транскрипции методом PCR.

3.6.1. Полимеразная цепная реакция.

3.6.2. Расщепление ДНК рестриктазой BstNl.

3.7. Т7- транскрипция.

3.8. Аминоацилирование Т7-транскриптов генатРНК.

3.9. Радиоактивное мечение транскриптов.

3.10. Связывание РНК и Т7-транскриптов с pre-MSK.

3.11. Транспорт радиоактивно меченных транскриптов гена тРНК в изолированные митохондрии.

3.11.1 Выделение митохондрий.

3.11.2 Импорт РНК в изолированные митохондрии.

3.12. Импорт 358-меченных транскриптов в изолированные митохондрии дрожжей.

3.13. Иммунопреципитация.

3.14. Western-гибридизация.

3.15. Трансформация дрожжей.

3.16. Выделение суммарных и митохондриальных РНК.

3.17. Выделение аминоацил-тРНК в кислых условиях.

3.18. Гибридизация по Нозерну и точечная гибридизация.

3.19. Обратная транскрипция и амплификация.

3.20. Импорт дрожжевых тРНК в изолированные митохондрии клеток человека.

3.20.1. Выделение митохондрий из клеток человека.

3.20.2. Импорт дрожжевых тРНК.

3.21. Трансфекция клеток человека в культуре.

3.22. Клонирование клеточных линий методом предельного разведения.

3.23. Выделение суммарной клеточной и митохондриальной тРНК из клеток человека.

3.24. Гистохимическое окрашивание клеток для определения активности цитохром С оксидазы.

3.25. Оценка скорости поглощения кислорода клетками.

3.26. Биосинтез белка в клетках человека в культуре.

Результаты и обсуждение.

1. Влияют ли нуклеотиды антикодона тРНК1 на эффективность ее импорта в митохондрии дрожжей?.

1.1. Мутации в антикодоне значительно влияют на аминоацилирование тРНК1.

1.2. Мутации в антикодоне тРНК1 по-разному влияют на связывание соответствующих транскриптов с npe-MSK, но практически не сказываются на их способности импортироваться в митохондрии.

2. Участвует ли импортируемая тРНКЛиз в митохондриальном биосинтезе белка?.

2.1. Производные тРНКЛиз могут импортироваться в изолированные митохондрии дрожжей в мисацилированной форме.

2.2. тРНК, импортируемые в изолированные митохондрии дрожжей, могут принимать участие в митохондриальном биосинтезе белка.

2.3. Импортируемые тРНК принимают участие в митохондриальном биосинтезе белка in vivo и способны супрессировать нонсенс мутацию в митохондриальной ДНК.

2.4. Импортируемые in vivo производные тРНК2 способны супрессировать нонсенс мутацию в митохондриальной ДНК.

3. Могут ли тРНК импортироваться в митохондрии человека?.

3.1. Дрожжевые лизиновые тРНК способны проникать в митохондрии человека in vitro.

3.2. Дрожжевые лизиновые тРНК способны проникать в митохондрии человека in vivo.

4. Способна ли импортируемая в митохондрии лизиновая тРНК супрессировать мутацию в митохондриальной ДНК?.

ВЫВОДЫ:.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование механизмов импорта тРНК в митохондрии дрожжей и возможности использования этого процесса для лечения некоторых нейромышечных заболеваний человека"

Митохондрии - это органеллы, обеспечивающие клетки энергией за счет окислительного фосфорилирования (Saraste, 1999). Митохондрии имеют собственную ДНК и обладают собственной системой биосинтеза белка. Однако большая часть митохондриальных белков закодирована в ядерном геноме и импортируется из цитоплазмы. Кроме того, для некоторых организмов структурные РНК, закодированные в ядре, также необходимы для функционирования митохондриальной системы биосинтеза белка. Механизм переноса тРНК через митохондриальные мембраны и специфичность этого процесса сильно варьируют от вида к виду. Так, например, у трипаносоматид в митохондрии импортируются все тРНК, а в митохондрии пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae только одна - одна из двух изоакцепторных лизиновых тРНК (Schneider and Marechal-Drouard, 2000). В митохондрии млекопитающих тРНК не импортируется, однако в эти органеллы проникают РНК, входящие в состав РНКазыР и MRP, а также 5S рРНК.

Большая часть импортируемых в митохондрии тРНК необходима для обеспечения митохондриальной трансляции. А вот роль импортируемой в митохондрии дрожжей лизиновой тРНК остается неясна. Она не аминоацилируется митохондриальной лизил-тРНК-синтетазой, на основании чего было высказано предположение о том, что данная тРНК не принимает участия в митохондриальном биосинтезе белка (Martin et al.,1979). Кроме того, митохондрии содержат собственную митохондриальную лизиновую тРНК, способную узнавать оба лизиновых ко дона AAA и AAG.

Механизмы импорта белков в митохондрии достаточно подробно изучены, чего нельзя сказать о механизмах импорта в митохондрии тРНК. Исследование последних интересно не только с фундаментальной, но и с прикладной точки зрения. До сегодняшнего дня в мире не существует эффективной векторной системы для доставки генетического материала в митохондрии. Такую систему можно было бы использовать в генной терапии для лечения ряда заболеваний человека, обусловленных мутациями в генах митохондриальных тРНК. Феномен импорта тРНК в митохондрии представляет собой естественную систему адресной доставки. С этой точки зрения представляется особо интересным создание искусственной системы импорта тРНК в митохондрии человека, в норме не импортирующих тРНК.

Целью данной работы было исследование механизма импорта тРНК в митохондрии дрожжей и создание искусственной системы направленного импорта тРНК в митохондрии человека.

В ходе данной работы предполагалось выполнить следующие задачи:

1. Оценить влияние нуклеотидов антикодона на способность тРНК1 импортироваться в митохондрии.

2. Определить, способна ли импортируемая тРНК участвовать в митохондриальном биосинтезе белка.

3. Исследовать способность дрожжевых тРНК импортироваться в митохондрии человека

Заключение Диссертация по теме "Молекулярная биология", Колесникова, Ольга Александровна

ВЫВОДЫ:

Изменения нуклеотидов антикодона тРНКЛиз снижают эффективность ее лизинилирования, но не препятствуют импорту в митохондрии дрожжей. Некоторые мутантные версии тРНКлиз способны импортироваться в митохондрии дрожжей в деацилированной или мисацилированной форме.

Цитоплазматические тРНК, импортируемые в митохондрии, способны участвовать в митохондриальном биосинтезе белка. Гетерологичные (дрожжевые) тРНК способны проникать в митохондрии клеток человека как in vitro, так и in vivo. Производные дрожжевых цитоплазматических тРНК способны принимать участие в митохондриальном биосинтезе белка в клетках человека. тРНК, импортируемые из цитоплазмы, способны частично компенсировать дыхательную недостаточность клеток человека, обусловленную мутацией в гене, кодирующем митохондриальную тРНК.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Колесникова, Ольга Александровна, Москва

1. Список цитируемой литературы

2. Сойдла Т.Р. и Голованов Е.И. 1984 Возможная роль TPHKlLys в узнавании участков пре-мРНК, имеющих регуляторное значение для сплайсинга. Молекулярная биология 18:277-285.

3. Abe Y, Shodai Т, Muto Т, Mihara К, Torii Н, Nishikawa S, Endo T, Kohda D. 2000. Structural basis of presequence recognition by the mitochondrial protein import receptor Tom20. Cell 100(5):551-60.

4. Adhya S, Ghosh T, Das A, Bera SK, Mahapatra S. 1997. Role of an RNA-binding protein in import of tRNA into Leishmania mitochondria. J Biol Chem 272(34):21396-402.

5. Akashi K, Hirayama J, Takenaka M, Yamaoka S, Suyama Y, Fukuzawa H, Ohyama K. 1997. Accumulation of nuclear-encoded tRNA(Thr) (AGU) in mitochondria of the liverwort Marchantia polymorpha. Biochim Biophys Acta 1350(3):262-6.

6. Akashi K, Sakurai K, Hirayama J, Fukuzawa H, Ohyama K. 1996. Occurrence of nuclear-encoded tRNAIle in mitochondria of the liverwort Marchantia polymorpha. Curr Genet 30(2):181-5.

7. Akashi K, Takenaka M, Yamaoka S, Suyama Y, Fukuzawa H, Ohyama K. 1998. Coexistence of nuclear DNA-encoded tRNAVal(AAC) and mitochondrial DNA-encoded tRNAVal(UAC) in mitochondria of a liverwort Marchantia polymorpha. Nucleic Acids Res 26(9):2168-72.

8. Alfonzo JD, Blanc V, Estevez AM, Rubio MA, Simpson L. 1999. С to U editing of the anticodon of imported mitochondrial tRNA(Trp) allows decoding of the UGA stop codon in Leishmania tarentolae. Embo J 18(24):7056-62.

9. Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon 1С, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F and others. 1981. Sequence and organization of the human mitochondrial genome. Nature 290(5806):457-65.

10. Aphasizhev R, Senger B, Fasiolo F. 1997. Importance of structural features for tRNA(Met) identity. Rna 3(5):489-97.

11. Baker KP, Schaniel A, Vestweber D, Schatz G. 1990. A yeast mitochondrial outer membrane protein essential for protein import and cell viability. Nature 348(6302):605-9.

12. Bauer MF, Sirrenberg C, Neupert W, Brunner M. 1996. Role of Tim23 as voltage sensor and presequence receptor in protein import into mitochondria. Cell

13. Список цитируемой литературы87(1):33-41.

14. Beasley ЕМ, Muller S, Schatz G. 1993. The signal that sorts yeast cytochrome b2 to the mitochondrial intermembrane space contains three distinct functional regions. Embo J 12(6):2303-11.

15. Bhattacharyya SN, Chatterjee S, Adhya S. 2002. Mitochondrial RNA import in Leishmania tropica: aptamers homologous to multiple tRNA domains that interact cooperatively or antagonistically at the inner membrane. Mol Cell Biol 22(12):4372-82.

16. Bhattacharyya SN, Mukherjee S, Adhya S. 2000. Mutations in a tRNA import signal define distinct receptors at the two membranes of Leishmania mitochondria. Mol Cell Biol 20(19):7410-7.

17. Birnboim H C, Doly J. 1979 A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA. Nucleic Acids Res. 7(6): 1513-23.

18. Borner GV, Mori M, Janke A, Paabo S. 1996. RNA editing changes the identity of a mitochondrial tRNA in marsupials. Embo J 15(21):5949-57.

19. Brix J, Dietmeier K, Pfanner N. 1997. Differential recognition of preproteins by the purified cytosolic domains of the mitochondrial import receptors Tom20, Tom22, and Tom70. J Biol Chem 272(33):20730-5.

20. Brix J, Ziegler GA, Dietmeier K, Schneider-Mergener J, Schulz GE, Pfanner N. 2000. The mitochondrial import receptor Tom70: identification of a 25 kDa core domain with a specific binding site for preproteins. J Mol Biol 303(4):479-88.

21. Chang DD, Clayton DA. 1987. A novel endoribonuclease cleaves at a priming site of mouse mitochondrial DNA replication. Embo J 6(2):409-17.

22. Chen DH, Shi X, Suyama Y. 1994. In vivo expression and mitochondrial import of normal and mutated tRNA(thr) in Leishmania. Mol Biochem Parasitol 64(l):121-33.

23. Chirico WJ, Waters MG, Blobel G. 1988. 70K heat shock related proteins stimulate protein translocation into microsomes. Nature 332(6167):805-10.

24. Chiu N, Chiu A, Suyama Y. 1975. Native and imported transfer RNA in mitochondria. J Mol Biol 99(l):37-50.

25. Commans S, Lazard M, Delort F, Blanquet S, Plateau P. 1998. tRNA anticodon recognition and specification within subclass lib aminoacyl-tRNA synthetases. J Mol Biol 278(4):801-13.

26. Список цитируемой литературы

27. Dekker PJ, Ryan MT, Brix J, Muller H, Honlinger A, Pfanner N. 1998. Preprotein translocase of the outer mitochondrial membrane: molecular dissection and assembly of the general import pore complex. Mol Cell Biol 18(11):6515-24.

28. Deshaies RJ, Koch BD, Werner-Washburne M, Craig EA, Schekman R. 1988. A subfamily of stress proteins facilitates translocation of secretory and mitochondrial precursor polypeptides. Nature 332(6167): 800-5.

29. Dietrich A, Marechal-Drouard L, Carneiro V, Cosset A, Small I. 1996a. A single base change prevents import of cytosolic tRNA(Ala) into mitochondria in transgenic plants. Plant J 10(5):913-8.

30. Dietrich A, Small I, Cosset A, Weil JH, Marechal-Drouard L. 1996b. Editing and import: strategies for providing plant mitochondria with a complete set of functional transfer RNAs. Biochimie 78(6):518-29. Notes: Using Smart Source Parsing

31. Dietrich A, Weil JH, Marechal-Drouard L. 1992. Nuclear-encoded transfer RNAs in plant mitochondria. Annu Rev Cell Biol 8:115-31. Notes: Using Smart Source Parsing

32. Doersen CJ, Guerrier-Takada C, Altman S, Attardi G. 1985. Characterization of an RNase P activity from HeLa cell mitochondria. Comparison with the cytosol RNase P activity. J Biol Chem 260(10):5942-9.

33. Donzeau M, Kaldi K, Adam A, Paschen S, Wanner G, Guiard B, Bauer MF, Neupert W, Brunner M. 2000. Tim23 links the inner and outer mitochondrial membranes. Cell 101(4):401-12.

34. Dorner M, Altmann M, Paabo S, Mori M. 2001. Evidence for Import of a Lysyl-tRNA into Marsupial Mitochondria. Mol Biol Cell 12(9):2688-98.

35. Eilers M And Schatz G. 1986 Binding of a specific ligand inhibits import of a purified precursor protein into mitochondria. Nature 322:228-232.

36. Enriquez JA, Chomyn A, Attardi G. 1995b. MtDNA mutation in MERRF syndrome causes defective aminoacylation of tRNA(Lys) and premature

37. Список цитируемой литературыtranslation termination. Nat Genet 10(l):47-55.

38. Entelis NS, Kieffer S, Kolesnikova OA, Martin RP, Tarassov IA. 1998. Structural requirements of tRNALys for its import into yeast mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A 95(6):2838-43.

39. Entelis NS, Kolesnikova OA, Dogan S, Martin RP, Tarassov IA. 2001. 5 S rRNA and tRNA Import into Human Mitochondria. COMPARISON OF IN VITRO REQUIREMENTS. J Biol Chem 276(49):45642-53.

40. Entelis NS, Krasheninnikov IA, Martin RP, Tarassov IA. 1996. Mitochondrial import of a yeast cytoplasmic tRNA (Lys): possible roles of aminoacylation and modified nucleosides in subcellular partitioning. FEBS Lett 384(l):38-42.

41. Fey J, Weil JH, Tomita K, Cosset A, Dietrich A, Small I, Marechal-Drouard L. 2002 Role of editing in plant mitochondrial transfer RNAs. Gene. 286(l):21-4.

42. Freist W, Gauss DH. 1995. Lysyl-tRNA synthetase. Biol Chem Hoppe Seyler 376(8):451-72.

43. Fujiki M, Verner K. 1993. Coupling of cytosolic protein synthesis and mitochondrial protein import in yeast. Evidence for cotranslational import in vivo. J Biol Chem 268(3): 1914-20.

44. Gartner F, Voos W, Querol A, Miller BR, Craig EA, Cumsky MG, Pfanner N. 1995. Mitochondrial import of subunit Va of cytochrome с oxidase characterized with yeast mutants. J Biol Chem 270(8):3788-95.

45. Giege R, Puglisi JD, Florentz C. 1993. tRNA structure and aminoacylation efficiency. Prog Nucleic Acid Res Mol Biol 45:129-206. Notes: Using Smart Source Parsing

46. Glick BS, Brandt A, Cunningham K, Muller S, Hallberg RL, Schatz G. 1992. Cytochromes cl and b2 are sorted to the intermembrane space of yeast mitochondria by a stop-transfer mechanism. Cell 69(5):809-22.

47. Glover KE, Spencer DF, Gray MW. 2001. Identification and structural characterization of nucleus-encoded transfer RNAs imported into wheat mitochondria. J Biol Chem 276(l):639-48.

48. Goto Y, Nonaka I, Horai S. 1990. A mutation in the tRNA(Leu)(UUR) gene associated with the MELAS subgroup of mitochondrial encephalomyopathies. Nature 348(6302):651-3.

49. Gray MW and Boyer PH. 1988 Organization and expression of algal (Chlamydomonas reinhardtii) mitochondrial DNA. Philos Trans R Soc Lond В

50. Список цитируемой литературы

51. Biol Sci. 319(1193): 135-47.

52. Hachiya N, Komiya T, Alam R, Iwahashi J, Sakaguchi M, Omura T, Mihara K. 1994. MSF, a novel cytoplasmic chaperone which functions in precursor targeting to mitochondria. EMBO J 13(21):5146-54.

53. Hancock K, Hajduk SL. 1990. The mitochondrial tRNAs of Trypanosoma brucei are nuclear encoded. J Biol Chem 265(31):19208-15.

54. Hancock K, LeBlanc AJ, Donze D, Hajduk SL. 1992. Identification of nuclear encoded precursor tRNAs within the mitochondrion of Trypanosoma brucei. J Biol Chem 267(33):23963-71.

55. Hauser R, Schneider A. 1995. tRNAs are imported into mitochondria of Trypanosoma brucei independently of their genomic context and genetic origin. Embo J 14(17):4212-20.

56. Hayashi J, Ohta S, Kikuchi A, Takemitsu M, Goto Y, Nonaka I. 1991. Introduction of disease-related mitochondrial DNA deletions into HeLa cells lacking mitochondrial DNA results in mitochondrial dysfunction. Proc Natl Acad Sci US A 88(23): 10614-8.

57. Heitzler J, Marechal-Drouard L, Dirheimer G, Keith G. 1992. Use of a dot blot hybridization method for identification of pure tRNA species on different membranes. Biochim Biophys Acta 1129(3):273-7.

58. Hell K, Herrmann J, Pratje E, Neupert W, Stuart RA. 1997. Oxalp mediates the export of the N- and C-termini of pCoxII from the mitochondrial matrix to the intermembrane space. FEBS Lett 418(3):367-70.

59. Hell K, Herrmann JM, Pratje E, Neupert W, Stuart RA. 1998. Oxalp, an essential component of the N-tail protein export machinery in mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A 95(5):2250-5.

60. Hell K, Neupert W, Stuart RA. 2001. Oxalp acts as a general membrane insertion machinery for proteins encoded by mitochondrial DNA. EMBO J 20(6): 1281-8.

61. Helm M, Brule H, Degoul F, Cepanec C, Leroux JP, Giege R, Florentz C. 1998. The presence of modified nucleotides is required for cloverleaf folding of a human mitochondrial tRNA. Nucleic Acids Res 26(7): 163 6-43.

62. Helm M, Florentz C, Chomyn A, Attardi G. 1999. Search for differences in post-transcriptional modification patterns of mitochondrial DNA-encoded wild-type and mutant human tRNALys and tRNALeu(UUR). Nucleic Acids Res 27(3):756-63.

63. Hill J., Donald KA., Griffiths DE, Donald G. 1991 DMSO-enhanced whole cell yeast transformation. Nucleic Acids Res. 19(20):5791.

64. Hill K, Model K, Ryan MT, Dietmeier K, Martin F, Wagner R, Pfanner N. 1998. Tom40 forms the hydrophilic channel of the mitochondrial import pore for preproteins. Nature 395(6701):516-21.

65. Список цитируемой литературы

66. Honlinger A, Bomer U, Alconada A, Eckerskorn С, Lottspeich F, Dietmeier К, Pfanner N. 1996. Tom7 modulates the dynamics of the mitochondrial outer membrane translocase and plays a pathway-related role in protein import. EMBO J 15(9):2125-37.

67. Horwich AL, Kalousek F, Mellman I, Rosenberg LE. 1985. A leader peptide is sufficient to direct mitochondrial import of a chimeric protein. EMBO J 4(5): 1129-35.

68. Hou YM, Schimmel P. 1988. A simple structural feature is a major determinant of the identity of a transfer RNA. Nature 333(6169):140-5.

69. Huang S, Ratliff KS, Schwartz MP, Spenner JM, Matouschek A. 1999. Mitochondria unfold precursor proteins by unraveling them from their N- termini. Nat Struct Biol 6(12): 1132-8.

70. Hurt EC, Pesold-Hurt B, Schatz G. 1984. The cleavable prepiece of an imported mitochondrial protein is sufficient to direct cytosolic dihydrofolate reductase into the mitochondrial matrix. FEBS Lett 178(2):306-10.

71. James AM, Wei YH, Pang CY, Murphy MP. 1996. Altered mitochondrial function in fibroblasts containing MELAS or MERRF mitochondrial DNA mutations. Biochem J 318 (Pt 2):401-7.

72. Janke A, Xu X, Arnason U. 1997. The complete mitochondrial genome of the wallaroo (Macropus robustus) and the phylogenetic relationship among Monotremata, Marsupialia, and Eutheria. Proc Natl Acad Sci U S A 94(4): 127681.

73. Kapushoc ST, Alfonzo JD, Rubio MA, Simpson L. 2000. End processing precedes mitochondrial importation and editing of tRNAs in leishmania tarentolae. J Biol Chem 275(48):37907-14.

74. Kazakova HA, Entelis NS, Martin RP, Tarassov IA. 1999. The aminoacceptor stem of the yeast tRNA(Lys) contains determinants of mitochondrial import selectivity. FEBS Lett 442(2-3): 193-7.

75. Kellems RE, Allison VF, Butow RA. 1975. Cytoplasmic type 80S ribosomes associated with yeast mitochondria. IV. Attachment of ribosomes to the outer membrane of isolated mitochondria. J Cell Biol 65(1): 1-14.

76. Kerscher O, Sepuri NB, Jensen RE. 2000. Timl8p is a new component of the Tim54p-Tim22p translocon in the mitochondrial inner membrane. Mol Biol Cell 11(1):103-16.

77. King MP, Attardi G. 1988. Injection of mitochondria into human cells leads to a rapid replacement of the endogenous mitochondrial DNA. Cell 52(6):811-9.

78. Список цитируемой литературы

79. Knox С, Sass Е, Neupert W, Pines О. 1998. Import into mitochondria, folding and retrograde movement of fumarase in yeast. J Biol Chem 273(40):25587-93.

80. Koehler CM, Jarosch E, Tokatlidis K, Schmid K, Schweyen RJ, Schatz G. 1998. Import of mitochondrial carriers mediated by essential proteins of the intermembrane space. Science 279(5349):369-73.

81. Kolesnikova OA, Entelis NS, Mireau H, Fox TD, Martin RP, Tarassov IA. 2000 Suppression of mutations in mitochondrial DNA by tRNAs imported from the cytoplasm. Science 289(5486): 1931-3.

82. Komiya T, Rospert S, Koehler C, Looser R, Schatz G, Mihara K. 1998. Interaction of mitochondrial targeting signals with acidic receptor domains along the protein import pathway: evidence for the 'acid chain' hypothesis. EMBO J 17(14):3886-98.

83. Kumar R, Marechal-Drouard L, Akama K, Small I. 1996. Striking differences in mitochondrial tRNA import between different plant species. Mol Gen Genet 252(4):404-ll.

84. Kunkel ТА, Roberts JD, Zakour RA. 1987. Rapid and efficient site-specific mutagenesis without phenotypic selection. Methods Enzymol 154:367-82. Notes: Using Smart Source Parsing

85. Kunkele KP, Heins S, Dembowski M, Nargang FE, Benz R, Thieffry M, Walz J, Lill R, Nussberger S, Neupert W. 1998. The preprotein translocation channel of the outer membrane of mitochondria. Cell 93(6): 1009-19.

86. Kurz M, Martin H, Rassow J, Pfanner N, Ryan MT. 1999. Biogenesis of Tim proteins of the mitochondrial carrier import pathway: differential targeting mechanisms and crossing over with the main import pathway. Mol Biol Cell 10(7):2461-74.

87. LeBlanc AJ, Yermovsky-Kammerer AE, Hajduk SL. 1999. A nuclear encoded and mitochondrial imported dicistronic tRNA precursor in Trypanosoma brucei. J Biol Chem 274(30):21071-7.

88. Lee CM, Sedman J, Neupert W, Stuart RA. 1999. The DNA helicase, Hmilp, is transported into mitochondria by a C- terminal cleavable targeting signal. J Biol Chem 274(30):20937-42.

89. Li K, Smagula CS, Parsons WJ, Richardson JA, Gonzalez M, Hagler HK,

90. Список цитируемой литературы

91. Williams RS. 1994. Subcellular partitioning of MRP RNA assessed by ultrastructural and biochemical analysis. J Cell Biol 124(6):871-82.

92. Lima BD, Simpson L. 1996. Sequence-dependent in vivo importation of tRNAs into the mitochondrion of Leishmania tarentolae. Rna 2(5):429-40.

93. Lindsley D and Gallant J. 1993 On the directional specificity of ribosome frameshifting at a "hungry" codon. Proc Natl Acad Sci USA. 90(12): 5469-73.

94. Lithgow T. 2000. Targeting of proteins to mitochondria. FEBS Lett 476(1-2):22-6.

95. Lohan AJ and Wolfe KH. 1998 A subset of conserved tRNA genes in plastid DNA of nongreen plants. Genetics. 150(l):425-33.

96. Lye LF, Chen DH, Suyama Y. 1993. Selective import of nuclear-encoded tRNAs into mitochondria of the protozoan Leishmania tarentolae. Mol Biochem Parasitol 58(2):233-45.

97. Magalhaes PJ, Andreu AL, Schon EA. 1998. Evidence for the presence of 5S rRNA in mammalian mitochondria. Mol Biol Cell 9(9):2375-82.

98. Mahapatra S, Adhya S. 1996. Import of RNA into Leishmania mitochondria occurs through direct interaction with membrane-bound receptors. J Biol Chem 271(34):20432-7.

99. Mahapatra S, Ghosh S, Bera SK, Ghosh T, Das A, Adhya S. 1998. The D arm of tRNATyr is necessary and sufficient for import into Leishmania mitochondria in vitro. Nucleic Acids Res 26(9):2037-41.

100. Marechal-Drouard L, Guillemaut P, Cosset A, Arbogast M, Weber F, Weil JH, Dietrich A. 1990. Transfer RNAs of potato (Solanum tuberosum) mitochondria have different genetic origins. Nucleic Acids Res 18(13):3689-96.

101. Martin RP, Dirheimer G. 1983. Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis in the study of yeast mitochondrial transfer RNA. Mol Biol (Mosk) 17(6):1117-25.

102. Martin RP, Schneller JM, Stahl AJ, Dirheimer G. 1979. Import of nuclear deoxyribonucleic acid coded lysine-accepting transfer ribonucleic acid (anticodon C-U-U) into yeast mitochondria. Biochemistry 18(21):4600-5.

103. Masucci JP, Davidson M, Koga Y, Schon EA, King MP. 1995. In vitro analysis of mutations causing myoclonus epilepsy with ragged- red fibers in the mitochondrial tRNA(Lys)gene: two genotypes produce similar phenotypes. Mol Cell Biol 15(5):2872-81.

104. Matouschek A, Azem A, Ratliff K, Glick BS, Schmid K, Schatz G. 1997. Active

105. Список цитируемой литературыunfolding of precursor proteins during mitochondrial protein import. EMBO J 16(22):6727-36.

106. McClain WH, Foss K, Jenkins RA, Schneider J. 1990. Nucleotides that determine Escherichia coli tRNA(Arg) and tRNA(Lys) acceptor identities revealed by analyses of mutant opal and amber suppressor tRNAs. Proc Natl Acad Sci U S A 87(23):9260-4.

107. McKee EE, Poyton RO. 1984. Mitochondrial gene expression in saccharomyces cerevisiae. I. Optimal conditions for protein synthesis in isolated mitochondria. J Biol Chem 259(14):9320-31.

108. Mihara K, Omura T. 1996. Cytosolic factors in mitochondrial protein import. Experientia 52(12): 1063-8.

109. Mireau H, Cosset A, Marechal-Drouard L, Fox TD, Small ID, Dietrich A. 2000. Expression of Arabidopsis thaliana mitochondrial alanyl-tRNA synthetase is not sufficient to trigger mitochondrial import of tRNAAla in yeast. J Biol Chem 275(18):13291-6.

110. Moczko M, Ehmann B, Gartner F, Honlinger A, Schafer E, Pfanner N. 1994. Deletion of the receptor MOM 19 strongly impairs import of cleavable preproteins into Saccharomyces cerevisiae mitochondria. J Biol Chem 269(12):9045-51.

111. Moore M, Harrison MS, Peterson EC, Henry R. 2000. Chloroplast Oxalp homolog albino3 is required for post-translational integration of the light harvesting chlorophyll-binding protein into thylakoid membranes. J Biol Chem 275(3): 1529-32.

112. Mukherjee S, Bhattacharyya SN, Adhya S. 1999. Stepwise transfer of tRNA through the double membrane of Leishmania mitochondria. J Biol Chem 274(44):31249-55.

113. Nameki N, Asahara H, Tamura K, Himeno H, Hasegawa T, Shimizu M. 1995. Similarities and differences in tRNA identity between Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae: evolutionary conservation and divergence. Nucleic Acids Symp Ser 34:205-6.

114. Nargang FE, Preuss M, Neupert W, Herrmann JM. 2002. The Oxal protein forms a homooligomeric complex and is an essential part of the mitochondrial export translocase in Neurospora crassa. J Biol Chem 277(15):12846-53.

115. Neupert W. 1997. Protein import into mitochondria. Annu Rev Biochem 66:863917.

116. Pfanner N, Geissler A. 2001b. Versatility of the mitochondrial protein import machinery. Nat Rev Mol Cell Biol 2(5):339-49.

117. Preuss M, Leonhard K, Hell K, Stuart RA, Neupert W, Herrmann JM. 2001. Mbal, a novel component of the mitochondrial protein export machinery of the yeast Saccharomyces cerevisiae. J Cell Biol 153(5):1085-96.

118. Список цитируемой литературы

119. Pritchard А Е, Seilhamer JJ, Mahalingam R, Sable CL, Venuti SE, Cummings DJ. 1990 Nucleotide sequence of the mitochondrial genome of Paramecium. Nucleic Acids Res. 18(l):173-80.

120. Prokisch H, Nussberger S, Westermann B. 2002. Protein import into mitochondria of Neurospora crassa. Fungal Genet Biol 36(2):85-90.

121. Reid GA, Schatz G. 1982. Import of proteins into mitochondria. Extramitochondrial pools and post- translational import of mitochondrial protein precursors in vivo. J Biol Chem 257(21):13062-7.

122. Rich A, RajBhandary UL. 1976. Transfer RNA: molecular structure, sequence, and properties. Annu Rev Biochem 45:805-60.

123. Rojo EE, Guiard B, Neupert W, Stuart RA. 1998. Sorting of D-lactate dehydrogenase to the inner membrane of mitochondria. Analysis of topogenic signal and energetic requirements. J Biol Chem 273(14):8040-7.

124. Rojo EE, Stuart RA, Neupert W. 1995. Conservative sorting of FO-ATPase subunit 9: export from matrix requires delta pH across inner membrane and matrix ATP. EMBO J 14(14):3445-51.

125. Rospert S, Junne T, Glick BS, Schatz G. 1993. Cloning and disruption of the gene encoding yeast mitochondrial chaperonin 10, the homolog of E. coli groES. FEBS Lett 335(3):358-60.

126. Rubio MA, Liu X, Yuzawa H, Alfonzo JD, Simpson L. 2000. Selective importation of RNA into isolated mitochondria from Leishmania tarentolae. Rna 6(7):988-1003.

127. Rusconi CP, Cech TR. 1996a. The anticodon is the signal sequence for mitochondrial import of glutamine tRNA in Tetrahymena. Genes Dev 10(22):2870-80.

128. Rusconi CP, Cech TR. 1996b. Mitochondrial import of only one of three nuclear-encoded glutamine tRNAs in Tetrahymena thermophila. Embo J 15(13):3286-95.

129. Saracco SA, Fox TD. 2002. Coxl8p is required for export of the mitochondrially encoded Saccharomyces cerevisiae Cox2p C-tail and interacts with Pntlp and Mss2p in the inner membrane. Mol Biol Cell 13(4):1122-31.

130. Saraste M. 1999. Oxidative phosphorylation at the fin de siecle. Science 283(5407): 1488-93.

131. Schatz G, Dobberstein B. 1996. Common principles of protein translocation across membranes. Science 271(5255): 1519-26.

132. Список цитируемой литературы

133. Schleiff Е, Turnbull JL. 1998а. Characterization of the N-terminal targeting signal binding domain of the mitochondrial outer membrane receptor, Tom20. Biochemistry 37(38): 13052-8.

134. Schleiff E, Turnbull JL. 1998b. Functional and structural properties of the mitochondrial outer membrane receptor Tom20. Biochemistry 37(38): 13043-51.

135. Schneider A. 1996. Cytosolic yeast tRNA(His) is covalently modified when imported into mitochondria of Trypanosoma brucei. Nucleic Acids Res 24(7): 1225-8.

136. Schneider A, Marechal-Drouard L. 2000. Mitochondrial tRNA import: are there distinct mechanisms? Trends Cell Biol 10(12):509-13.

137. Schneider A, Martin J, Agabian N. 1994a. A nuclear encoded tRNA of Trypanosoma brucei is imported into mitochondria. Mol Cell Biol 14(4):2317-22.

138. Schneider A, McNally KP, Agabian N. 1993 Splicing and З'-processing of the tyrosine tRNA of Trypanosoma brucei. J Biol Chem. 268(29):21868-74.

139. Schneider A, McNally KP, Agabian N. 1994b. Nuclear-encoded mitochondrial tRNAs of Trypanosoma brucei have a modified cytidine in the anticodon loop. Nucleic Acids Res 22(18):3699-705.

140. Scotti PA, Urbanus ML, Brunner J, de Gier JW, von Heijne G, van der Does C, Driessen AJ, Oudega B, Luirink J. 2000. YidC, the Escherichia coli homologue of mitochondrial Oxalp, is a component of the Sec translocase. EMBO J 19(4):542-9.

141. Shi X, Chen DH, Suyama Y. 1994. A nuclear tRNA gene cluster in the protozoan Leishmania tarentolae and differential distribution of nuclear-encoded tRNAs between the cytosol and mitochondria. Mol Biochem Parasitol 65(l):23-37.

142. Shiba K, Stello T, Motegi H, Noda T, Musier-Forsyth K, Schimmel P. 1997. Human lysyl-tRNA synthetase accepts nucleotide 73 variants and rescues Escherichia coli double-defective mutant. J Biol Chem 272(36):22809-16.

143. Sherratt HSA, Lightowlers RN, Turnbull DM.1997 in Organelle Disease, edited by Applegarth DA, Dimmick JE, Hall JG. Chapman and Hall, London

144. Sikorski RS, Hieter P. 1989. A system of shuttle vectors and yeast host strains designed for efficient manipulation of DNA in Saccharomyces cerevisiae. Genetics 122(1): 19-27.

145. Sirrenberg C, Bauer MF, Guiard B, Neupert W, Brunner M. 1996. Import of carrier proteins into the mitochondrial inner membrane mediated by Tim22.

146. Список цитируемой литературы1. Nature 384(6609):582-5.

147. Sirrenberg С, Endres М, Folsch Н, Stuart RA, Neupert W, Brunner M. 1998. Carrier protein import into mitochondria mediated by the intermembrane proteins TimlO/Mrsll and Timl2/Mrs5. Nature 391(6670):912-5.

148. Smith CJ, Ley AN, D'Obrenan P, Mitra SK. 1971. The structure and coding specificity of a lysine transfer ribonucleic acid from the haploid yeast Saccharomyces cerevisiae alpha S288C. J Biol Chem 246(24):7817-9.

149. Sollner T, Griffiths G, Pfaller R, Pfanner N, Neupert W. 1989. MOM19, an import receptor for mitochondrial precursor proteins. Cell 59(6): 1061-70.

150. Sollner T, Rassow J, Pfanner N. 1991. Analysis of mitochondrial protein import using translocation intermediates and specific antibodies. Methods Cell Biol 34:345-58.

151. Notes: Using Smart Source Parsing

152. Suyama Y. 1967. The origins of mitochondrial ribonucleic acids in Tetrahymena pyriformis. Biochemistry 6(9):2829-39.

153. Suyama Y, Eyer J. 1967. Leucyl tRNA and leucyl tRNA synthetase in mitochondria of Tetrahymena pyriformis. Biochem Biophys Res Commun 28(5):746-51.

154. Suyama Y, Hamada J. 1978. The mitochondrial and cytoplasmic valyl tRNA synthetases in Tetrahymena are indistinguishable. Arch Biochem Biophys 191(2):437-43.

155. Tamura K, Himeno H, Asahara H, Hasegawa T, Shimizu M. 1992. In vitro study of E.coli tRNA(Arg) and tRNA(Lys) identity elements. Nucleic Acids Res 20(9):2335-9.

156. Tan TH, Bochud-Allemann N, Horn EK, Schneider A. 2002a. Eukaryotic-type elongator tRNAMet of Trypanosoma brucei becomes formylated after import into mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A 99(3): 1152-7.

157. Tan TH, Pach R, Crausaz A, Ivens A, Schneider A. 2002b. tRNAs in Trypanosoma brucei: genomic organization, expression, and mitochondrial import. Mol Cell Biol 22(11):3707-17.

158. Tarassov I, Entelis N, Martin RP. 1995a. An intact protein translocating machinery is required for mitochondrial import of a yeast cytoplasmic tRNA. J Mol Biol 245(4):315-23.

159. Tarassov I, Entelis N, Martin RP. 1995b. Mitochondrial import of a cytoplasmic lysine-tRNA in yeast is mediated by cooperation of cytoplasmic and

160. Список цитируемой литературыmitochondrial lysyl-tRNA synthetases. EMBO J 14(14):3461-71.

161. Tarassov IA, Entelis NS. 1992. Mitochondrially-imported cytoplasmic tRNA(Lys)(CUU) of Saccharomyces cerevisiae: in vivo and in vitro targetting systems. Nucleic Acids Res 20(6): 1277-81.

162. Tarassov IA, Entelis NS, Martin RP. 1999. Import of tRNA into yeast mitochondria: experimental approaches and possible applications. Lestienne P Heidelberg: Springer, p 303-16.

163. Varshney U, Lee CP, RajBhandary UL. 1991. Direct analysis of aminoacylation levels of tRNAs in vivo. Application to studying recognition of Escherichia coli initiator tRNA mutants by glutaminyl-tRNA synthetase. J Biol Chem 266(36):24712-8.

164. Wallace DC. 1999. Mitochondrial diseases in man and mouse. Science 283(5407): 1482-8.

165. Wiedemann N, Pfanner N, Ryan MT. 2001. The three modules of ADP/ATP carrier cooperate in receptor recruitment and translocation into mitochondria. Embo J 20(5):951-60.

166. Wienhues U, Becker K, Schleyer M, Guiard B, Tropschug M, Horwich AL, Pfanner N, Neupert W. 1991. Protein folding causes an arrest of preprotein translocation into mitochondria in vivo. J Cell Biol 115(6):1601-9.

167. Yasukawa T, Suzuki T, Ishii N, Ohta S, Watanabe K. 2001. Wobble modification defect in tRNA disturbs codon-anticodon interaction in a mitochondrial disease. Embo J 20(17):4794-802.

168. Yasukawa T, Suzuki T, Ishii N, Ueda T, Ohta S, Watanabe K. 2000. Defect in modification at the anticodon wobble nucleotide of mitochondrial tRNA(Lys) with the MERRF encephalomyopathy pathogenic mutation. FEBS Lett 467(2-3):175-8.

169. Yermovsky-Kammerer AE, Hajduk SL. 1999. In vitro import of a nuclearlyencoded tRNA into the mitochondrion of Trypanosoma brucei. Mol Cell Biol 19(9):6253-9.

170. Yoshionari S, Koike T, Yokogawa T, Nishikawa K, Ueda T, Miura K, Watanabe K. 1994. Existence of nuclear-encoded 5S-rRNA in bovine mitochondria. FEBS Lett 338(2): 137-42.