E. coli elongation factor Tu bound to a GTP analogue displays an open conformation equivalent to the GDP-bound form

According to the traditional view, GTPases act as molecular switches, which cycle between distinct ‘on’ and ‘off’ conformations bound to GTP and GDP, respectively. Translation elongation factor EF-Tu is a GTPase essential for prokaryotic protein synthesis. In its GTP-bound form, EF-Tu delivers aminoacylated tRNAs to the ribosome as a ternary complex. GTP hydrolysis is thought to cause the release of EF-Tu from aminoacyl-tRNA and the ribosome due to a dramatic conformational change following Pi release. Here, the crystal structure of Escherichia coli EF-Tu in complex with a non-hydrolysable GTP analogue (GDPNP) has been determined. Remarkably, the overall conformation of EF-Tu·GDPNP displays the classical, open GDP-bound conformation. This is in accordance with an emerging view that the identity of the bound guanine nucleotide is not ‘locking’ the GTPase in a fixed conformation. Using a single molecule approach, the conformational dynamics of various ligand-bound forms of EF-Tu were probed in solution by fluorescence resonance energy transfer. The results suggest that EF-Tu, free in solution, may sample a wider set of conformations than the structurally well-defined GTP- and GDP-forms known from previous X-ray crystallographic studies. Only upon binding, as a ternary complex, to the mRNA programmed ribosome, is the well-known, closed GTP-bound conformation, observed

Labeled EF-Tus for rapid kinetic studies of pretranslocation complex formation

The universally conserved translation elongation factor EF-Tu delivers aminoacyl(aa)-tRNA in the form of an aa-tRNA·EF-Tu·GTP ternary complex (TC) to the ribosome where it binds to the cognate mRNA codon within the ribosomal A-site, leading to formation of a pretranslocation (PRE) complex. Here we describe preparation of QSY9 and Cy5 derivatives of the variant E348C-EF-Tu that are functional in translation elongation. Together with fluorophore derivatives of aa-tRNA and of ribosomal protein L11, located within the GTPase associated center (GAC), these labeled EF-Tus allow development of two new FRET assays that permit the dynamics of distance changes between EF-Tu and both L11 (Tu-L11 assay) and aa-tRNA (Tu-tRNA assay) to be determined during the decoding process. We use these assays to examine: (i) the relative rates of EF-Tu movement away from the GAC and from aa-tRNA during decoding, (ii) the effects of the misreading-inducing antibiotics streptomycin and paromomycin on tRNA selection at the A-site, and (iii) how strengthening the binding of aa-tRNA to EF-Tu affects the rate of EF-Tu movement away from L11 on the ribosome. These FRET assays have the potential to be adapted for high throughput screening of ribosomal antibiotics

Genetic structure and genetic diversity of scots pine (Pinus sylvestris L.) populations in Lithuania

Darbo tikslas: Ištirti Lietuvos paprastosios pušies populiacijų genetinę struktūrą chloroplastų, mitochondrijų ir nekoduojamos branduolio genomo dalies DNR lygmenyse. Mokslinių tyrimų uždaviniai: 1. Nustatyti reprezentatyvų imties dydį iš medyno (populiacijos), kad tiksliai įvertinti alelių dažnius paprastosios pušies medyne naudojant bSSR. 2. Nustatyti ryšius tarp skirtingų lokusų rinkinių variacijos ir jų tinkamumų diferencijuoti pušies populiacijas. 3. Nustatyti paprastosios pušies mitochondrinės DNR (mtDNR) A ir B mitotipų geografinį pasiskirstymą Lietuvoje pagal mtDNR žymenis ir suskirstyti šalies teritoriją pagal santykinių šių mitotipų dažnį. 4. Nustatyti paprastosios pušies populiacijų genetinę struktūrą Lietuvoje pagal chloroplastų DNR žymenis (cpSSR). 5. Nustatyti paprastosios pušies populiacijų genetinę struktūrą, genetinės įvairovės geografinio pasiskirstymo dėsningumus Lietuvoje pagal neutralios branduolio genomo DNR (nDNR) žymenis (nSSR).Darbo tikslas: Ištirti Lietuvos paprastosios pušies populiacijų genetinę struktūrą chloroplastų, mitochondrijų ir nekoduojamos branduolio genomo dalies DNR lygmenyse. Mokslinių tyrimų uždaviniai: 1. Nustatyti reprezentatyvų imties dydį iš medyno (populiacijos), kad tiksliai įvertinti alelių dažnius paprastosios pušies medyne naudojant bSSR. 2. Nustatyti ryšius tarp skirtingų lokusų rinkinių variacijos ir jų tinkamumų diferencijuoti pušies populiacijas. 3. Nustatyti paprastosios pušies mitochondrinės DNR (mtDNR) A ir B mitotipų geografinį pasiskirstymą Lietuvoje pagal mtDNR žymenis ir suskirstyti šalies teritoriją pagal santykinių šių mitotipų dažnį. 4. Nustatyti paprastosios pušies populiacijų genetinę struktūrą Lietuvoje pagal chloroplastų DNR žymenis (cpSSR). 5. Nustatyti paprastosios pušies populiacijų genetinę struktūrą, genetinės įvairovės geografinio pasiskirstymo dėsningumus Lietuvoje pagal neutralios branduolio genomo DNR (nDNR) žymenis (nSSR).Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta

Status of afforested areas in Zarasai district in 2005-2009

Magistro darbe tiriama 2005-2009 metais Zarasų rajone ne miško žemėje įveistų želdinių kokybė. Darbo objektas – Miško želdiniai įveisti privačioje žemėje Zarasų rajone 2005–2009 metais panaudojant ES struktūrinių fondų paramą (366,37 ha). Darbo tikslas – Nustatyti 2005–2009 metais želdinių įveistų privačioje ne miško žemėje būklę Zarasų rajone. Darbo metodai – Įveistų miško želdinių ir žėlinių vertinimas natūroje atliekamas atrankiniu metodu vadovaujantis Miško atkūrimo ir įveisimo nuostatuose patvirtinta miško želdinių ir žėlinių apskaitos bei vertinimo metodiką. Surinktų duomenų analizė atliekama pasinaudojant programomis MS Excel ir STATISTICA. Darbo rezultatai. Atlikus Zarasų rajone 2005–2009 metais įveistų miškų analizę, gauta, kad su ES skirta parama privačių žemių savininkai įveisė 366,37 ha miškų. Be to, Zarasų urėdija savo lėšomis įveisė 135,52 ha miškų valstybinėse ne miško žemėse. Daugiausia miškų (137,39 ha) įveista 2007 metais, pasinaudojant ES paramos lėšomis. Vidutinis per metus įveisto miško sklypo plotas – 2,47 ha. 2010 metais buvo įvertinta 20 sklypų (33,5 ha), kuriuose 2007 metais įveistas miškas. Miško būklė vertinta pagal miško želdinių ir žėlinių apskaitos ir vertinimo metodiką, nustatyta: vidutinis aukštis, prigijimas – atkritimas, žolinės dangos agresyvumas. Įvertinus gauta, kad 80,0 % sudaro geros kokybės želdiniai, 15,0 % – patenkinami, o 5,0 % – žuvę. Daugumoje vertintų sklypų tikslinės medžių rūšys parinktos teisingai, o priežiūros darbai atlikti tinkamai. Pagrindinės patenkinamos ar blogos kokybės želdinių priežastys yra netinkamas medžių rūšių parinkimas augavietėje ir laiku neatliktos želdinių priežiūros priemonės.Quality of planted forests in non-forest land during 2005-2009 was evaluated in this master thesis. Object of work – On 2005–2009 there were planted 366,37 ha forests with EU support in private land in Zarasai district. 20 plots were selected with different habitats and quality of seedlings was evaluated. The aim of work – To evaluate the quality of planted forests on 2005–2009 in private land in Zarasai district. Research methods – Planted forest were evaluated according to a special methodic approved by Lithuania Republic Ministry of Environment. Collected data were analyzed by MS Excel, STATISTICA programmes. Findings of work – Analysis showed that 366,37 ha of forests on 2005–2009 were planted with EU support. In addition to this, Zarasai Forest Enterprise planted 135,52 ha of forests in non-forest land. The main part of forests were planted in 2007 (137,39 ha). The average plot of planted forests is 2,47 ha. In 2010 there were evaluated quality of forests planted in 2007 (20 plots - 33,5 ha). An average height, falling away of seedlings, aggressiveness of grass were defined. It was evaluated that 80,0 % of planted forests were a good quality, 15,0 % - satisfactory and 5,0 % - died. Consist of species have changed in 6 evaluated plots. In most of evaluated plots objective species were selected correctly. The main causes of satisfactory and bad quality seedlings are bad selection of species in certain habitats and bad care of planted forests.Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta

Paprastosios pušies genetinės įvairovės paskirtymo dėsningumai Lietuvoje

Vytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) populiacijų genetinė struktūra ir įvairovė Lietuvoje

Vytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Miškų reprodukcinės medžiagos kilmės kontrolės sistema pagal DNR žymenis - pavyzdys iš Bavarijos

Vytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Importance of forest trees genetic diversity for sustainable development

Šiame straipsnyje apžvelgta genetinės įvairovės svarba miškų tvarumui. Genetiniu požiūriu miškus sudaro miško medžių genotipų grupės vadinamos populiacijomis. Populiacijų skirtingumas vystosi natūralios evoliucijos būdu, veikiant evoliucinėms jėgoms – natūraliai atrankai, genų srautui, genų dreifui, mutacijoms ir epigenetiniams genų reguliacijos procesams. Adaptacijos proceso metu formuojasi labiausiai tam tikrose aplinkose tinkančios genotipų grupės, o natūralios rekombinacijos būdu sukuriama genetinė medžiaga šiai evoliucijai. Būtent genetinė įvairovė ir yra pirminė medžiaga evoliucijai. Ekologinės genetikos tyrimų tikslas yra paaiškinti ir atskleisti populiacijų ir genotipų evoliucionavimo dėsningumus, priežastis ir pasekmes. Genetinė įvairovė yra vienas iš miškų tvarumo garantų, kadangi esant didelei genetinei įvairovei, yra daug įvairių genų variantų, kurie lytinės reprodukcijos metu gali rekombinuoti į vis kitokiai aplinkai tinkančius genotipus ir taip garantuoti rūšies prisitaikymą ir išlikimą. Norint išsaugoti rūšies išlikimui reikalinga gentinę įvairovę išskiriami jos genetiniai ištekliai. Kartais dėl žemos genetinės įvairovės, tarp giminingų medžių susidaro homozigotiniai genotipai, kurie neatsparūs aplinkos sąlygų kaitai, kadangi turi mažiau genų variantų tinkančių naujai aplinkai ir dėl to blogiau auga ir sparčiau atkrenta. Pvz., pušynuose ir eglynuose po vėjavartų, gaisrų ar kitų stochastinių procesų aplink likusius paskirus medžius susidaro giminingų medžių grupės, kurių viduje vyksta kryžmadulka. Tačiau trūksta informacijos apie tokių grupių išsidėstymo dėsningumus ir dydį mūsų miškuose. DNR žymenų pagalba galima nustatyti šių giminystės grupių dydį bei kitas charakteristikas, pvz., koks skaičius individų reprezentuoja esminę dalį medyno genetinės įvairovėsMost forests have been more or less influenced by humans through directly silvicultural practices or indirectly through climate changes (global pollution). Human impacts on genetic structures of forest tree populations are different. Changes of environmental conditions and forest stand structures brought along by silvicultural practices concerning artificial and natural regeneration, regulation of species composition, thinning and harvesting operations have a strong influence on evolutionary forces like gene drift, mating systems, gene flow, inbreeding and selection (Eriksson et al., 1993). The observation of long-term effects of silvicultural regimes on genetic structures and adaptive potentials is restricted by long rotation cycles of forest trees. Artificial regeneration is the most obvious silvicultural resulting in possibly drastic changes of genetic structures not only in planted forests, but in later generations, due to gene flow also in neighboring forests. However, natural regeneration is no safeguard against unintentional changes of genetic structures by forest managers. Matings among relatives reduce genetic diversity and increase number of less diverse homozygous genotypes. They are less resistant to changes of environmental conditions, grow slower and eliminate faster. For example, in coniferous stands groups of family trees form after stochastic processes, fires, windfalls. Inbreeding and gene drift are likely in such groups. Though there is lack of information about related trees groups and their structure in Lithuanian forests. DNA markers are a good method in order to find out the size and other characteristics of related trees groups. For example, how many trees represent the main part of the population genetic diversity or how genetic diversity is influenced by the silvicultural practicesVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Geographical distribution patterns of Scots pine genetic diversity in Lithuania

Vytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

New Insight into Genetic Structure and Diversity of Scots Pine (<i>Pinus sylvestris</i> L.) Populations in Lithuania Based on Nuclear, Chloroplast and Mitochondrial DNA Markers

We studied the genetic differentiation, structure, and diversity of Scots pine populations in Lithuania based on nuclear, chloroplast microsatellite, and mitochondrial DNA markers. We focused on revealing evolutionary history, country-wide geneflow patterns, and structuring among the Scots pine populations. We genotyped 439 Scots pine individuals of mature age from 23 natural Scots pine stands in Lithuania and used the AMOVA and a set of genetic-clustering methods. The among-population differentiation was weak for nuclear microsatellite loci (nSSRs) (FST = 0.005) but much stronger for cpSSRs (PhiST = 0.240). The populations were structured into highland and lowland populations based on cpSSRs and eastern highland versus the rest for nSSRs. We detected two mtDNA mitotypes—the universal type A and northeastern type B, and the latter occurred at a markedly higher frequency in eastern Lithuania. Within-population genetic diversity was higher in large pine-dominated forest tracts in the eastern highlands than in fragmented forests in the western highlands. We concluded that phenology-based genetic networks following the temperature climate gradients have a strong effect on shaping the genetic structure of otherwise rather homogeneous gene pools of Scots pine populations in Lithuania. The possible effects of human interference with forests on genetic diversity of Scots pine populations in Lithuania are discussed