Verbreitete Vorkommen von genom-kodierten 5S-rRNAs der Organellen einschließlich permutierter Moleküle

5S ribosomale RNA (5S rRNA) ist ein universeller Bestandteil von Ribosomen, und das entsprechende Gen ist leicht in archäischen, bakteriellen und nukleären Genomsequenzen zu identifizieren. Organellen-Gen-Homologe (rrn5) scheinen jedoch in den meisten mitochondrialen und mehreren Chloroplastengenomen abwesend zu sein. Hier untersuchen wir erneut die Verteilung von organellen rrn5, indem wir mitochondrien- und plastid-spezifische Kovarianzmodelle (CMs) erstellen, mit denen wir Organellen-Genomsequenzen durchsucht haben. Wir finden nicht nur alle organellen rrn5-Gene, die in GenBank-Datensätzen annotiert sind, sondern identifizieren auch mehr als 50 zuvor unerkannte Homologe in mitochondrialen Genomen verschiedener Stramenopilen, Rotalgen, Cryptomonaden, Malawimonaden und Apusozoen sowie überraschenderweise in den Apikoplast- (hochgradig abgeleitete Plastid-) Genomen der kokzidialen Krankheitserreger Toxoplasma gondii und Eimeria tenella. Vergleichendes Modellieren der RNA-Sekundärstruktur zeigt, dass mitochondriale 5S rRNAs von Braunalgen eine permutierte Triskelion-Form annehmen, die anderswo nicht beobachtet wurde. Der Ausdruck der neu vorhergesagten rrn5-Gene wird experimentell in 10 Fällen bestätigt, basierend auf unseren eigenen und veröffentlichten RNA-Seq-Daten. Diese Studie stellt fest, dass insbesondere mitochondriale 5S rRNA eine viel breitere taxonomische Verbreitung und eine viel größere strukturelle Variabilität hat als bisher gedacht. Die neu entwickelten CMs werden über die Rfam-Datenbank und den MFannot-Organellen-Genom-Editor zur Verfügung gestellt.