Обнаружен неизвестный механизм эволюции ДНКCell: голоцентрические хромосомы ускоряют эволюцию ДНК
Фото: Braňo / Unsplash
Ученые Института селекции растений Общества имени Макса Планка в Германии обнаружили ранее неизвестный механизм ускоренной эволюции ДНК и геномов. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Ключевую роль в этом механизме играют центромеры — центральная область хромосом; точка, которая служит местом соединения сестринских хроматид, вместе образующих Х-форму. Сестринские хроматиды в одной хромосоме представляют собой идентичные копии друг друга, образующиеся при репликации ДНК. Во время деления клетки каждая из хроматид попадает в свою дочернюю клетку. У большинства организмов хромосомы имеют лишь одну центромеру, однако у некоторых таких структур может быть несколько. В таком случае хромосомы называются голоцентрическими в противоположность моноцентрическим хромосомам.
Материалы по теме:
Вздулось и забурлилоДоказано спонтанное возникновение всего живого 7 марта 2017
Ватные каплиЗарождение жизни объяснили без участия бога2 мая 2017
Чтобы определить, как голоцентричность влияет на геном организма, ученые использовали технологию высокоточного секвенирования для расшифровки геномов трех видов осоковых растений: Rhynchospora pubera, R. breviuscula, and R. tenuis. Они сравнили полученные данные с геномом их ближайшего моноцентрического родственника — Juncus effusus.
Анализ выявил существенные различия между организацией генома и поведением хромосом у голоцентрических организмов и у моноцентрических организмов. У первых функции, которые выполняет центромера, распределены по многочисленным центромерным доменам. Кроме того, в то время как у моноцентрических организмов кодирующие гены расположены вдали от центромер и окружающих их областей, у голоцентрических видов гены равномерно распределены по всей длине хромосом.
Авторы работы пришли к выводу, что голоцентромеры стабилизируют хромосомные фрагменты и, таким образом, способствуют быстрой эволюции генома или способности организма вносить быстрые массовые изменения в свою ДНК. Результаты исследования можно использовать в селекции растений, основанной на обмене ДНК между отдельными хромосомами и организмами.
