CoRR-hypotesen (från engelska co-location for redox Regulation - co-localization for the purpose of redox Regulation ) är ett antagande inom evolutionsbiologin , enligt vilket lokaliseringen av genetisk information i cytoplasmatiska organeller låter dig reglera dess uttryck genom redox modifieringar av dina egna genprodukter [1] .
Det lades fram 1993 i en artikel i Journal of Theoretical Biology under titeln "Kontroll av genuttryck genom redoxpotential och behovet av kloroplast- och mitokondriella genomer" [2] , och dess huvudkoncept beskrevs i en 1992 års recension [3] . Termen "CoRR" introducerades 2003 i en artikel i Philosophical Transactions of the Royal Society med titeln "The function of genomes in bioenergetic organelles" [4] .
Kloroplaster och mitokondrier är energiomvandlande organeller i cytoplasman hos eukaryota celler. Särskilt kloroplaster utför fotosyntes i gröna växter, under vilken energin från solstrålningen omvandlas till energin hos kemiska föreningar. Mitokondrier ger cellandning , under vilken energin som lagras i kolhydrater omvandlas till ATP-energi. Förutom dessa viktiga bioenergetiska funktioner innehåller båda organellerna den genetiska apparatur som representeras av cirkulära DNA-molekyler, såväl som ett system av enzymer som säkerställer transkription och translation.
Enligt den symbiogenetiska teorin ärvs både de proteinenergiomvandlande systemen i kloroplaster och mitokondrier och det genetiska systemet hos dessa organeller från urgamla frilevande prokaryoter. Men i det nuvarande evolutionsteget är de flesta av kloroplast- och mitokondriella proteingener lokaliserade i kromosomerna i den eukaryota cellkärnan. Dessa gener uttrycks i cytoplasman, varefter de importeras till organeller, där de utför sina funktioner.
Hypotesen förklarar varför kloroplaster och mitokondrier innehåller ett genom (cirkulärt DNA ). Vilket i sin tur också förklarar fenomenet cytoplasmisk ärftlighet, med förbehåll för icke- mendelska mönster, arv från en förälder. Således svarar hypotesen på frågan: varför under evolutionens gång flyttade ett antal endosymbiontgener till kärnan , medan några av generna stannade kvar i symbiontcytoplasman.
Hypotesen säger att kloroplaster och mitokondrier innehåller gener vars uttryck bör vara under direkt, regulatorisk kontroll av redoxtillståndet för deras genprodukter eller elektronbärare som interagerar med dessa produkter. Sådana gener bildar kärnan eller primär delmängd av organellgener. Behovet av redoxkontroll av genen blir därmed ett hinder för dess överföring till kärnan. Som ett resultat av detta behåller naturligt urval generna från den primära uppsättningen i organeller, medan andra gener som inte är föremål för redoxkontroll kan överföras till kärnan.
Kloroplast- och mitokondriella genom innehåller också gener för sina egna genuttrycksmaskineri. Enligt hypotesen bildar dessa gener en sekundär uppsättning: en grupp gener vars produkter ger uttryck för genetisk information. Och även om det som regel inte finns något behov av redoxkontroll av uttrycket av generna i det genetiska systemet av organeller, kan de i vissa fall utsättas för redoxkontroll, vilket gör det möjligt att förbättra redoxsignalerna som verkar på gener från den primära delmängden.
Lokalisering av gener från den sekundära uppsättningen (gener vars produkter ger uttryck) i organeller är nödvändig för driften av gener från den primära uppsättningen (gener vars produkter styrs av redoxtillståndet). Hypotesen förutspår att om alla gener i den primära uppsättningen försvinner, så kommer det inte heller att finnas några funktioner för produkterna av generna i den sekundära uppsättningen, och därmed kommer organellen slutligen att förlora sitt genom. Men om bara minst en gen förblir under redoxkontroll från sin produkt, måste organellen innehålla den genetiska apparatur som säkerställer uttrycket av denna gen.