Учёные раскрыли тайны репликации ДНК у кукурузы

Репликация ДНК — один из важнейших процессов жизни, обеспечивающий воспроизведение генетического материала для передачи от клетки к клетке. Впервые учёные охарактеризовали этот процесс для целого генома растения.

Биолог растений из Университета штата Северная Каролина Уильям Томпсон и его коллеги опубликовали свои выводы в августовском номере журнала The Plant Cell, описав процесс, с помощью которого кукуруза распутывает и реплицирует небольшие сегменты своих хромосом в разное время.

Хотя репликация ДНК хорошо охарактеризована в клетках животных, о программах времени репликации в клетках растений известно мало, — сказал Томпсон, заслуженный профессор биологии растений и микробов.

Исследование имеет важное значение для выведения более здоровой и высокоурожайной кукурузы. Оно также помогает объяснить, как большая масса плотно упакованной ДНК в крошечном ядре клетки может управлять ростом и размножением растения.

Одно ядро из одной клетки растения кукурузы обычно содержит два набора хромосом, каждый из которых содержит более 2 миллиардов пар оснований, или «букв», ДНК и более 30 000 генов.

«Если бы ДНК из одного набора хромосом можно было распутать и расположить конец к концу, её длина составила бы более 60 см. Чтобы поместиться в крошечное ядро клетки — во много раз меньше кончика человеческого волоса — вся эта ДНК компактизируется различными способами», — сказал Томпсон.

Поскольку ДНК не может реплицироваться в компактном состоянии, высшие организмы выработали сложные программы, называемые программами времени репликации, чтобы распутывать и реплицировать небольшие сегменты своих хромосом в разное время. Исследователи обнаружили, что программа репликации у кукурузы отличается несколькими важными способами от программ животных и дрожжей.

Планы на будущие исследования включают более детальное изучение, по его словам, «молекулярного механизма, определяющего репликацию у кукурузы, и интеграцию лабораторных экспериментов с компьютерным моделированием для понимания сложной сети факторов, действующих в ядре растительных клеток».