Genski material rastlin, živali in ljudi je dobro zaščiten v jedru vsake celice in hrani vse informacije, ki tvorijo organizem. Poleg tega celice vsebujejo majhne organele, ki vsebujejo lasten genski material. Sem spadajo kloroplasti v rastlinah, ki igrajo ključno vlogo pri fotosintezi, in mitohondriji, ki jih najdemo v vseh živih organizmih in predstavljajo »elektrarno« vsake celice. “Opazili smo, da se na tem mestu prenos genoma iz celice v celico dogaja v obe smeri z visoko frekvenco,” pojasnjuje dr. Alexander Hertle, prvi avtor študije.
Pogost prenos genov med rastlinami
Prenos genov med rastlinami se dogaja precej pogosto. Posledica je lahko nova kombinacija genoma ali pa lahko celica prejemnica vzporedno vzpostavi obe genetski varianti. Ta zveza dveh različnih genov, imenovana alopoliploidizacija, je v evolucijskem smislu zelo zanimiva, saj vodi v nastanek novih rastlinskih vrst. Številne pomembne poljščine: pšenica, oves, bombaž, oljna repica, kava in tobak, imajo kombinirane genome iz vsaj dveh vrst.
Uporabili »trik« s pomočjo kloroplastov
Da bi razumeli mehanizme prenosa genoma iz celice v celico, so raziskovalci, ki jih je vodil Ralph Bock iz MPI-MP, izvedli poskuse z rastlinami tobaka s pomočjo cepljenja – ki se običajno uporablja v kmetijstvu. Evo vrsto tobaka so cepili z drugo vrsto in mesto stičišča opazovali v realnem času. Da bi razlikovali med genomom jedra ene rastline in plastidam druge, so uporabili novo tehniko. Reporterske proteine so v obeh genomih obarvali, potem pa uporabili »trik« s pomočjo specializacije kloroplastov. V plastide se s transformacijo integrira gen, ki kodira za kloroplast specifičen fluorescenčni protein, ki se proizvaja izključno v plastidah in jih ne more zapustiti. To ustvarja popolnoma specifično in stabilno oznako za plastide.
Genom se kapsulira iz ene celice v drugo
Z novo eksperimentalno postavitvijo so raziskovalci lahko opazovali strukturne spremembe v celičnih stenah v ranjenem tkivu mesta presadka. “Celične stene tvorijo izbokline in ustvarijo stičišča med obema «partnerjema«. Velikost ustvarjenih por omogoča migracijo celotnega plastida. Genom se torej ne seli prosto, ampak se kapsulira iz ene celice v drugo,” nadaljuje Hertle. Da se lahko zgodi, se plastidi skrčijo in postati mobilni. Po prenosu v ciljno tkivo zrastejo nazaj v normalno velikost.
Izvirno objavo v celoti najdete TUKAJ.
