Gene Expression of the Nuclear-encoded Mitochondrial proteins RPS14 and SDH2 from Arabidopsis thaliana

Etude de l'expression des gènes nucléaires codant pour les protéïnes͏ mitochondriales RPS14 et SDH2 chez Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Alvaro Elorza Godoy
• Direction : Xavier Jordana, Alejandro Araya
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie-Santé
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Bordeaux 2 en cotutelle avec Pontificia universidad católica de Chile (Santiago de Chile)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Promoteurs (génétique)

Transgénose

Mitochondries végétales

Arabidopsis thaliana

Plantes -- Expression génique

Résumé

La biogenèse mitochondriale dépend de l'expression du génome nucléaire. Nous avons étudié l'expression chez Arabidopsis thaliana du gène pour la protéine ribosomale S14 (RPS14) et des 3 gènes SDH2 de la sous-unité fer-soufre du complexe II de la chaîne respiratoire (succinate déshydrogénase). RPS14, SDH2-2 s'expriment dans tous les organes des plantes adultes. Leurs transcrits sont plus abondants dans les fleurs et en particulier dans le tapis et le pollen des anthères, en accord avec le rôle connu dans les mitochondries dans le développement floral. L'analyse des promoteurs a montré que les séquences responsables de l'expression dans les anthères sont différentes chez SDH2-1 et SDH2-2, et que les 2 gènes s'expriment de façon différente dans les extrémités des racines. Le troisième SDH2 s'exprime seulement au cours de la maturation de l'embryon, contrôlé par une région du promoteur comprise entre - 220 et - 65. Le niveau du transcrit est élevé dans les graines sèches mais diminue rapidement au cours de la germination. L'expression différentielle des trois gènes SDH2 constitue la première évidence pour des rôles physiologiques différents.

Mitochondrial biogenesis requires expression of nuclear genes. We have characterized the expression of the gene encoding the S14 ribosomal protein (RPS14) and of the three SDH2 genes for the iron-sulfur subunit of respiratory complex II (succinate deshydrogenase) in Arabidopsis thaliana. RPS14, SDH2-1 and SDH2-2 are expressed in all organs from adult plants. Their transcript levels are higher in flowers, particularly in pollen and tapetum, in agreement with the known mitochondrial role in flower development. Promoter analysis showed that different promoter sequences are responsible for another expression in SDH2-1 and SDH2-2, and that both genes are differentially expressed in root tips. The third SDH2 gene is expressed only during embryo maturation, under the control of a promoter region located between - 220 and - 65. Opposite to SDH2-1, SDH2-2 and RPS14, SDH2-3 transcript level is high in dry seeds but decreases during germination. This is the first evidence for non-redundant functions of the three SDH2 genes. Our results show that expression of the nuclear genes for the mitochondrial proteins RPS14 and SDH2 is regulated during A. Thaliana development.