batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Categories:

Растения стали отказываться от генома в хлоропластах

Хлоропласты, как известно, некогда были веселыми и независимыми фотосинтезирующими прокариотами, но однажды они провели референдум и решили войти в состав эукариотических клеток на правах органелл, дав начало эволюционной линии растений. При этом они сохранили собственную ДНК – по примеру митохондрий, тоже бывших бактерий. Даже у тех растений, которые потеряли способность к фотосинтезу, хлоропласты имеют свой геном. В такой уверенности наука пребывала до недавнего времени. Две независимые группы ученых впервые выявили растения, чьи пластиды, кажется, геномы растеряли.



Американские ботаники изучали паразитическое растение Rafflesia lagascae с Филиппин, у которого нет ни стебля, ни корней, ни листьев, ни фотосинтеза. Единственное, что выдает его существование, – огромный красный цветок, который произрастает прямо из тканей растения-хозяина и пахнет гниющим вовсю мясом. В клетках раффлезии присутствуют пластидоподобные структуры, однако никакими доступными методами ученым не удалось найти в них ни следа генома. В митохондриях – да, в пластидах нефотосинтезирующих тканей других растений (например, в корне арабидопсиса) – полно. А в раффлезиных пластидах – лишь 46 мелких фрагментов ДНК, не образующих гены. Да даже если бы они составляли гены, в них было бы столько мутаций, что они не функционировали бы. Треть из них могла попасть от растения-хозяина, предполагают ученые, но в целом эти фрагменты остаются загадкой.

Схожая картина была получена у одноклеточных зеленых водорослей Polytomella канадскими специалистами. В их бесцветных клетках пластиды есть, а генома в них нет. На основе ядерной ДНК синтезируются белки, которые используются в этих пластидах, но ни один из них не участвует в экспрессии генов пластид – еще один признак того, что этих генов попросту нет. Железобетонно заявлять об отсутствии генома, конечно, пока нельзя – может, он просто хорошо прячется или настолько ничтожен, что его сложно зарегистрировать. Отсутствие чего-либо доказать сложнее, чем наличие. Обе команды ученых теперь хотят просеквенировать ядерные геномы их растений – вдруг пропавшие гены пластидов спрятались там?

Но если растения действительно утратили геномы пластид, то почему это произошло? Ученые не знают ответа. Американцы указывают на то, что паразитизм раффлезий начался в середине мелового периода и за прошедшее время у них развились механизмы, которые позволяют обходиться без хлоропластового генома. Канадцы предполагают, что водоросли Polytomella в принципе предрасположены к утрате генов в органеллах – их митохондрии, например, содержат один из самых маленьких геномов среди растений. В связи с этим возникает еще более интересный вопрос: а зачем вообще в пластидах нужен геном? Ответа пока нет.

По материалам: The Scientist. Копия поста: ВКонтакте
Научные статьи: Molecular Biology Evolution (Molina et al., 2014), Plant Physiology (Smith & Lee, 2014)
Tags: растения
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments