Luštěniny mají velmi pestré sekvence satelitní DNA

Když se v buňkách během jejich dělení vytvoří zřetelně patrné chromozomy, tak mají obvykle tvar písmene X. Tvoří je dvě podélné chromatidy, které jsou propojené centromerou. DNA centromer typicky neobsahuje geny, ale bývá bohatá na mnohokrát opakované repetitivní sekvence, takzvanou satelitní DNA. U rostlin satelitní DNA často tvoří značnou část celého genomu. Skládá se z velmi rozsáhlých souborů jednotek, zvaných monomery, které se v sekvenci satelitní DNA mnohokrát opakují.

Laura Avila Robledillo z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Biologického centra AV ČR s týmem kolegů prostudovala satelitní DNA centromer u rostlin čeledi vikvovitých, které náležejí do tribu Fabae. Ten zahrnuje známé luštěniny, jako je hrách, bob nebo čočka, a jejich blízké příbuzné. Badatelé se zaměřili na celkem 17 druhů z této skupiny, přičemž pouze dva z nich již byly dříve podobně analyzovány. Zaměřili se přitom na strukturu satelitní DNA a na její evoluci.

Jejich výzkum odhalil, že během evoluce vznikly u rostlin této skupiny až překvapivě různě uspořádané sekvence centromer. S využitím metody imunoprecipitace chromatinu centromer pomocí protilátek k proteinům CENH3 identifikovali a charakterizovali velký soubor celkem 64 různých rodin sekvencí centromerické satelitní DNA. Tyto rodiny se liší v sekvenci DNA. Také jsou velmi různě dlouhé (33 až 2 979 párů bází) a liší se rovněž v tom, jak jsou zastoupeny u jednotlivých zkoumaných druhů. Většina těchto rodin byla druhově specifických. V některých případech byla určitá rodina u některých druhů přítomna v centromerách, ale u jiných se vyskytovala v dalších oblastech genomu. Někdy dokonce byla stejná rodina sekvencí satelitní DNA u jednoho druhu přítomna jak v centromerách, tak i mimo ně. Badatelé jsou na základně svých zjištění přesvědčeni, že centromery rostlin tribu Fabae nejsou utvářeny koevolucí jednoho typu satelitní DNA s příslušnými CENH3 proteiny, jak s tím počítá teorie „centromere drive model“.

 

Robledillo, L. A., Neumann, P., Koblížková, A., Novák, P., Vrbová, I., Macas, J. 2020. Extraordinary Sequence Diversity and Promiscuity of Centromeric Satellites in the Legume Tribe Fabeae. Molecular Biology and Evolution 37: 2341–2356.

 Kontakt: Laura Avila Robledillo (robledillo at umbr.cas.cz)


O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.