The function of ferredoxin in chlorophyll biosynthesis studied with barley

Popular Abstract (Swedish)

Klorofyllsyntes i korn

Växter skapar sin energi genom fotosyntesen där vatten och koldioxid omvandlas till kolhydrater och syre med hjälp av ljusenergi. För en fungerande fotosyntes behöver växter pigmentet klorofyll som fångar in ljusenergin. Det är även det pigmentet som ger växter dess gröna färg. Klorofyll produceras genom flera steg varav de flesta är väl kända men några frågor kvarstår. Jag har arbetat med korn för att undersöka ett enzym som deltar i ett av dessa mindre förstådda steg. Enzymet består av minst tre proteiner, två av dessa är klarlagda men det tredje är fortfarande oidentifierat. Jag har försökt bestämma enzymets tredje protein och även se om dessa tre proteiner räcker för att utföra detta steg i klorofyllsyntesen.

I projektet har jag bland annat jobbat med en gul kornmutant. Den gula färgen är en följd av att den inte kan skapa klorofyll men fortfarande kan tillverka gult karoten. Mutationen ger en defekt gen, vilket gör att den inte kan skapa ett protein som är viktigt för att tillverka klorofyll. Det här proteinet är det som vi tror är den tredje komponenten av enzymet. Här har jag med hjälp av en spruta utan nål tryckt in en bakterie i kornmutanten. Bakterien innehåller samma gen som är skadad i kornmutanten men utan defekter. Om all går som det ska tar sig bakterien in i kornmutantens celler och sätter in genen i kornmutantens DNA. Den nyinsatta genen kommer då kompensera för den defekta genen och kommer att kunna skapa det tidigare saknade proteinet. Det nu närvarande proteinet kommer vara med och tillverka klorofyll vilket kan ses visuellt som gröna prickar där bakterien applicerades (se bild).

Under projekttiden kombinerade jag också de två kända proteinerna för enzymet, tillsammans med det som vi tror är det tredje proteinet. Dessa blandas sedan med ett halvfärdigt klorofyll för att se om de tre proteinerna kan utföra nästföljande steg i klorofyllsyntesen. Om detta fungerar kommer det kunna läsas av i en maskin som mäter ljuset klorofyllet avger då det belyses.

Resultaten visar att den oskadade genen överförd av bakterien kan få kornmutanten att bilda klorofyll igen. Detta syns som gröna prickar runt infiltreringsplatsen, skadan, på kornets blad (se bild). Det kunde även ses att genom att blanda de tre proteinerna med ett halvfärdigt klorofyll så kan de bygga vidare på klorofyllet. Genen som överfördes i kornmutanten skapar samma protein som användes som det tredje proteinet i den andra metoden. Detta visar att proteinet jag har jobbat med är den tredje komponenten för enzymet och att dessa tre tillsammans kan delta i tillverkningen av klorofyll. Förutom att ta reda på den tredje komponenten i enzymet har arbetet även lett till en fungerande metod att sätta in gener i korn med hjälp av bakterier. Det krävdes en del optimering men nu, när vi vet hur det ska utföras i korn, kan det användas på andra kornmutanter för att tydligt visa vilken gen som skapar mutantens defekt.



Masterexamensprojekt i Molekylärbiologi 45hp 2019
Biologiska institutionen, Lunds universitet

Handledare: David Stuart & Mats Hansson
Molekylär cellbiologi

• author: Sandström, Malin
• supervisor: David Stuart
• organization: Degree Projects in Molecular Biology
• course: MOBN02 20191
• year: 2019
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 8997868
• date added to LUP: 2019-11-18 11:09:55
• date last changed: 2019-11-18 11:09:55