Organisation et structure des génomes mitochondriaux des algues brunes Pylaiella littoralis et Laminaria digitata - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Organisation and structure of mitochondrial genome of brown algae Pylaiella littoralis and Laminaria digitata

Organisation et structure des génomes mitochondriaux des algues brunes Pylaiella littoralis et Laminaria digitata

Résumé

The mitochondrial genomes of two brown algae have been studied. The 1st is that of Pylaiella littoralis, which is thought to be primitive algae, the 2nd is that of Laminaria digitata, wich is expected to be an evolved alga, with the aim to compare their genomes. The 1st chapter describes the backgroundof the work: the endosymbiotic events that have given rise to mitochondria and plastids; an insight of what are brown algae and of what we know about mitochondria and their genome. The mitochondrial genomes of P. littoralis and L. digitata are circular DNA molecules of 58.507 bp about 36 kbp respectively. That of P. littoralis contains proteobacterial promoter regions and a T7-like RNA polymerase gene, at the same time. This genome also codes for quite a few ribosomal protein genes. One of them, rpl31, was only described in the mitochondrial DNA (mtDNA) of the primitive prostist Reclinomonas americana before. It also codes for group IIA and IIB introns with multidomaine encoded ORFs. The nad11 gene encodes only the 1st domain of the usual protein with the FeS-binding sequences important for the enzyme activity. The other part of the gene is not encoded in the mtDNA of P. littoralis, nor detected in the nuclear DNA. The cox2 gene exhibits an unusual in-frame insertion of 1006 amino acids within the gene, wich is 280 aa long only. P. littoralis mtDNA has conserved more primitive features than those of other eukaryotes, but has evolved beyond the stage represented by that of the protist R. americana. The sequenced part of the mitochondrial genome of L. digitata (60%) is surprisingly similar to that of P. littoralis. Gene order is nearly exactly the same, adn genesequences show very high homology. The main differences are the lack of introns and of the majority of ORFs. We have also made a few limited comparisons using other brown algae, wich could produce good tools for phylogenetic studies of the brown algae lineage, still mainly unraveled.
Deux études de génomes mitochondriaux d'algues brunes sont présentées. La 1ère concerne celui d'une algue primitive Pylaiella littoralis. La 2nde est le début de la comparaison avec celui de Laminaria digitata, considérée comme évoluée. Le contexte de ces études est décrit : la 1ère partie traite des endosymbioses ayant conduit aux mitochondries et aux plastes ; une autre concerne la définition des algues brunes et la 3ème traite des mitochondries et de leur génome. L'ADN mitochondrial (ADNmt) de P. littoralis et de L. digitata consiste en molécules circulaires de 58507 pb et de 36k pb, respectivement. Celui de P. littoralis contient à la fois des promoteurs de type eubactérien et un gène d'ARN polymérase de type phagique. Ce génome code plusieurs gènes de protéines ribosomiques, dont rpl31, identifié avant uniquement dans l'ADNmt d'un protiste primitif, Reclinomonas americana. Il code aussi des introns des groupes IIA et IIB, avec des ORFs multidomaines complets. Le gène nad11 ne comporte que le 1er tiers du gène habituel, soit celui des domaines de liaison aux groupements FeS, dont l'importance a été montrée pour l'activité de l'enzyme. L'autre partie n'est pas codée dans l'ADNmt et n'a pas été détectée dans l'ADN nucléaire. Le gène cox2, lui, comporte une insertion de 1006 aa alors qu'il n'en code lui-même que 280. L'ADNmt de P. littoralis a conservé plus de caractères primitifs que ceux des autres eucaryotes tout en ayant plus évolué que celui de R. americana. Les 60% du génome mitochondrial de L. digitata qui sont séquencés ressemblent étonnamment à celui de P. littoralis. L'ordre des gènes est presque identique et leurs séquences ont de très fortes homologies. Les principales différences sont l'absence des introns et la plupart des ORFs. Nous avons aussi fait plusieurs comparaisons ponctuelles avec d'autres algues brunes qui pourraient être un outil utile dans l'étude des relations phylogénétiques de la lignée des algues brunes, encore peu connue.
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Citer

Marie-Pierre Oudot-Le Secq. Organisation et structure des génomes mitochondriaux des algues brunes Pylaiella littoralis et Laminaria digitata. Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]. Rennes 1, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01117839⟩
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