Forskere optrævler mysterier om DNA-replikation i majs

DNA-replikation er blandt livets vigtigste processer, giver en måde, hvorpå en organismes genetiske materiale kan reproduceres, så det kan overføres fra celle til celle. For første gang, videnskabsmænd har karakteriseret denne proces for et helt plantegenom.

Plantebiolog William Thompson fra NC State University og hans kolleger offentliggjorde deres resultater i augustudgaven af Plantecellen , beskriver den proces, som majs bruger til at optrevle og replikere små segmenter af sine kromosomer på forskellige tidspunkter.

Mens DNA-replikation er blevet godt karakteriseret i dyreceller, lidt har været kendt om replikationstimingsprogrammerne i planteceller, sagde Thompson, Fornem universitetsprofessor i plante- og mikrobiologisk biologi.

Forskningen har vigtige konsekvenser for udvikling af sundere, majs med højere udbytte. Ikke kun det, det hjælper også med at forklare, hvordan en stor masse af tæt komprimeret DNA i en celles lille kerne kan orkestrere plantevækst og reproduktion.

En enkelt kerne fra en enkelt celle i en majsplante indeholder typisk to sæt kromosomer, som hver indeholder over 2 milliarder basepar, eller "bogstaver, " af DNA og over 30, 000 gener.

"Hvis DNA fra et enkelt sæt kromosomer kunne optrevles og placeres ende mod ende, den ville være mere end 2 fod lang. For at passe ind i den lille kerne af en celle - mange gange mindre end spidsen af ​​et menneskehår - komprimeres alt dette DNA på forskellige måder, " sagde Thompson.

Fordi DNA ikke kan replikeres i sin kompakte tilstand, højere organismer har udviklet sofistikerede programmer, kaldet replikeringstimingsprogrammer, at optrevle og replikere små segmenter af deres kromosomer på forskellige tidspunkter, han sagde. Forskerne fandt ud af, at replikationsprogrammet i majs adskiller sig på flere vigtige måder fra dyrs og gær.

Planer for fremtidig forskning omfatter at tage et mere detaljeret kig, han sagde, "ved det molekylære maskineri, der definerer majsreplikation og integrerer laboratorieeksperimenter med computermodellering for at forstå det komplekse netværk af faktorer, der arbejder i plantecellernes kerne."