title: Spheroid bodies in endosymbiosis with Rhopalodia gibba: analysis of the genome and transcript studies of the nitrogenase
title: Sphäroidkörper in Endosymbiose mit Rhopalodia gibba: Analysen des Genoms und Transkriptstudien der Nitrogenase
Creators: name: Dede, Christine
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Stickstofffixierung
Endosymbiosis
Genetic Evolution
Endosymbiose
Biowissenschaften, Biologie
Nitrogen fixation
Cyanobacteria
Cyanobakterien

description: Die Sphäroidkörper der Diatomee
      Rhopalodia gibba sind obligate Endosymbionten
      cyanobakterieller Herkunft. Im Rahmen dieser Arbeit wurden
      571 042 bp des Genoms der Sphäroidkörper sequenziert und
      analysiert. Danach weist das Genom zahlreiche Modifikationen
      auf, die mit dem intrazellulären Lebensstil der
      Sphäroidkörper einhergehen. Dazu gehören unter anderem die
      Inaktivierung und der Verlust zahlreicher Gene. Daneben ist
      ein Anstieg des A/T-Gehalts zu nennen, der vor allem die
      nicht kodierenden Regionen und die dritte Kodonposition der
      kodierenden Regionen betrifft. Pseudogene findet man
      insbesondere unter Transposasen. Zudem sind Gene, die
      Proteine der Photosynthese kodierten, zumeist inaktiviert, so
      dass die Sphäroidkörper vermutlich nicht mehr
      photosynthetisch aktiv sind. Im Gegensatz zu den Genomen
      alter Endosymbionten weist das Genom der Sphäroidkörper
      verschiedenste DNA-Reparaturproteine auf. Dies ist einer von
      zahlreichen Anhaltspunkten dafür, dass die Sphäroidkörper
      jungen Endosymbionten zuzuordnen sind. Den Ergebnissen der im
      Rahmen dieser Arbeit durchgeführten quantitativen Real
      Time-PCR folgend wird die Aktivität des Nitrogenase-Komplexes
      in den Sphäroidkörpern nicht transkriptionell reguliert.
      Zudem ist der Nitrogenase-Komplex nicht nur unter Stickstoff
      limitierten Bedingungen aktiv. Das unterscheidet die
      Sphäroidkörper eindeutig von ihren frei lebenden Verwandten.
      So wird die Aktivität des Nitrogenase-Komplexes in Cyanothece
      sp. ATCC 51142 transkriptionell reguliert und molekularer
      Stickstoff wird nur unter Stickstoff limitierten Bedingungen
      fixiert. Die Untersuchung der jungen Rhopalodia gibba –
      Sphäroidkörper Assoziation erlaubt die degenerativen
      Prozesse, die einer Endosymbiose insbesondere anfangs zu
      Grunde liegen, besser zu erfassen.
description: The spheroid bodies of the diatom
      Rhopalodia gibba are obligate cyanobacterial symbionts. 571
      042 bp of the spheroid body’s genome were sequenced and
      analysed. The genome shows many modifications which are
      correlated with the intracellular lifestyle of the spheroid
      bodies. These include inter alia the inactivation and the
      loss of many genes, an increase in the A/T content which
      mainly affects the non coding regions and the third codon
      position. Many pseudogenes encoded transposases. Moreover,
      genes which encoded proteins of the photosynthesis are mostly
      inactivated. Therefore, the spheroid bodies are probable not
      able to do photosynthesis. In contrast to the genomes of old
      endosymbionts, the genome of the spheroid bodies encodes
      several DNA repair proteins. This is one of several hints
      that the spheroid bodies are young endosymbionts. The results
      of the quantitative real time PCR shows that the activity of
      the nitrogenase in the spheroid bodies is not transcriptional
      regulated. Furthermore, the nitrogenase fixes molecular
      nitrogen not only under nitrogen-depleted conditions. This
      distinguishes the spheroid bodies from their free living
      relative Cyanothece sp. ATCC 51142. In Cyanothece sp. ATCC
      51142 the nitrogen fixation is transcriptional regulated and
      molecular nitrogen is only fixed under nitrogen-depleted
      conditions. The investigation of the young Rhopalodia gibba –
      spheroid body association gives an insight into the
      degenerative processes which underlie an endosymbiosis in
      particular at the beginning.