Biljke imaju rezervni plan za precizan prenos hromozoma budućim generacijama
Baštovanstvo je težak posao. Zamislite to iz perspektive biljaka. Svaka zavisi od precizno podešenih genetskih procesa u cilju prenošenja tačnih kopija hromozoma.
Ovi procesi ponekad uključuju milijarde pokretnih delova. Čak i najmanji poremećaj može imati niz posledica. Stoga je za biljke kao što je Arabidopsis thaliana dobro da imaju rezervni plan.
„Hromozomi moraju biti precizno podeljeni prilikom svake deobe ćelije“, kaže Rob Martinsen iz Laboratorije Kold Spring Harbor. „Da bi se to desilo, svaki hromozom ima centromeru. Kod biljaka, centromere kontrolišu podelu hromozoma uz pomoć molekula zvanog DDM1“.
Preporučujemo
Udar asteroida je možda pretvorio mrave u uzgajivače gljivica pre 66 miliona godina
Neuhvatljivo planinsko stvorenje konačno uhvaćeno: Odao ga zvuk - očajnički je tražilo partnera
Martinsen je 1993. sa saradnicima otkrio DDM1. Kad ljudi izgube svoju verziju DDM1, centromere ne mogu da obave ravnomernu podelu, što dovodi do ozbiljnog genetskog stanja poznatog kao ICF sindrom. Međutim, ako je taj molekul toliko značajan, zašto Arabidopsis nije pogođena kad je DDM1 izgubljen?
„Otkrili smo da kod kvasca funkciju centromere kontrolišu male RNK. Taj proces se naziva RNKi. Biljke zapravo imaju i DDM1 i RNKi. Stoga smo izolovali DDM1 i RNKi kod Arabidopsisa da bismo videli šta će se desiti. Biljke su izgledale užasno“, objašnjava Martinsen.
Otkriveno je da je jedan transpozon unutar hromozoma 5 odgovoran za defekte. Transpozoni se kreću po genomu, uključujući i isključujući gene. U Arabidopsisu, oni pokreću DDM1 ili RNKi da pomognu prilikom podele centromera. Međutim, kad DDM1 i RNKi nedostaju, taj proces je poremećen.
„Pronašli smo vrlo malo kopija ovog transpozona na drugim mestima u genomu“, kaže Martinsen. „Međutim, centromera hromozoma 5 bila je preplavljena njima. Onda smo počeli da radimo na obnavljanju normalne funkcije“.
Radi toga su proizveli molekule RNK koji ciljaju transpozone. Ove male RNK nadoknađuju gubitak DDM1. Prepoznale su svaku kopiju transpozona u centromeri i obnovili funkciju centromere. Biljke su ponovo plodne, proizvode semena i izgledaju mnogo bolje.
Naravno, ne radi se samo o biljkama. Kod ljudi je neravnomerna podela centromera povezana sa stanjima poput ICF i rane progresije kancera. Martinsen se nada da će rad njegovog tima dovesti do boljih tretmana za ove i druge bolesti.
(Telegraf Nauka/EurekAlert)