Arkéer, annorlunda småkryp
Björn Brindefalk
Allt liv på jorden kan inpassas i en av tre sk. domäner, den största indelningen av liv
inom biologin. De tre domänerna är Eucarya, som vi själva och alla andra flercelliga
organismer tillhör, samt Bacteria och Archaea. Bakterier och arkéer, som de heter på
svenska, är alla encelliga organismer som vid en hastig titt kan vara svåra att skilja
från varandra. Fram till 1970-talet ansåg man också att bakterier och arkéer skulle
hänföras till en och samma domän; bakterierna. Arkéer är intressanta av flera orsaker.
De kan bland annat leva i några av de mest extrema miljöer som vi känner till, men
mest intressant är nog ändå att de molekylära mekanismer som arkéerna använder för
att leva och föröka sig visar en märklig blandning av egenskaper från de två andra
domänerna. I mitt examensprojekt har jag undersökt några av mekanismerna för hur
arkéer bär sig åt för att påbörja kopieringen av sitt DNA, dvs. sin arvsmassa.
Centralt för initieringen av kopiering av DNA hos bakterier är ett protein som heter
DnaA. Detta protein binder till speciella sekvenser i DNA:t och ”rekryterar” andra
protein som sätter igång replikationen. Hos arkéer finns ett motsvarande protein som
kallas Orc1, som även detta antas binda till speciella sekvenser i DNA:t. Dessa
sekvenser ligger i närheten av den bestämda plats på DNA-strängen där replikationen
alltid startar. Att känna till denna plats på DNA-strängen och hur olika protein binder
till den är viktigt för att förstå detaljerna i replikationen.
I den praktiska delen av mitt examensarbete arbetade jag med en bakterie,
Escherichia coli, som genom att en liten DNA-molekyl, kallad plasmid, förts in i den,
fått ett Orc1-protein från arkéen Sulfolobus solfataricus. Jag arbetade med flera olika
varianter av proteinet som muterats på olika ställen, och min ursprungliga hypotes var
att ORC1-proteinet skulle påverka replikationsinitieringen hos bakterien. Tidigare
arbeten hade visat att de muterade proteinen fick bakterierna att växa sämre och dö,
och jag ville ta reda på orsaken till detta. Försöken visade dock att anledningen till att
bakterierna dör troligen inte har att göra med att ORC1-proteinet stör
replikationsinitieringen, utan har någon annan än så länge okänd orsak.
Mitt examensarbete hade även en
bioinformatisk del. Bioinformatik är den
del av biologin som använder datorer för
att hantera de stora datamängder som
utgörs av exempelsvis genuppsättningar. I
denna del av projektet försökte jag
använda de redan kända sekvenserna (från
arter där man experimentellt bestämt var
replikationen startar) som Orc1-proteinet
binder till för att försöka hitta motsvarande
sekvenser i andra arkéer och därigenom få
en ledtråd till var dessa arters replikation
startar. Genom att bygga en statistisk
modell lyckades jag hitta sekvenserna i
den del, men inte alla av de arkéers
genuppsättnignar som hittills sekvenserats.
Elektronmikroskopbildav arkéen
Methanocaldococcus jannischii.
Examensarbete i molekylärbiologi 20p 2002/2003
Institutionen för Biologisk Grundutbildning och Institutionen för
Evolutionsbiologi, Uppsala Universitet
Handledare: Rolf Bernander
