Emily Wear, en forskare vid institutionen för växt- och mikrobiologisk biologi, håller 3 dagar gamla majsplantor som använts i hennes experiment. Kredit:North Carolina State University
DNA-replikation är en av livets viktigaste processer, tillhandahåller ett sätt för en organisms genetiska material att reproduceras så att det kan överföras från cell till cell. För första gången, forskare har karakteriserat den processen för ett helt växtgenom.
NC State University växtbiolog William Thompson och hans kollegor publicerade sina resultat i augusti numret av Växtcellen , beskriver processen som majs använder för att riva upp och replikera små segment av sina kromosomer vid olika tidpunkter.
Även om DNA-replikation har karakteriserats väl i djurceller, lite har varit känt om replikeringstidsprogrammen i växtceller, sa Thompson, Erkänd universitetsprofessor i växt- och mikrobbiologi.
Forskningen har viktiga konsekvenser för att utveckla hälsosammare, majs med högre avkastning. Inte bara det, den hjälper också till att förklara hur en stor massa tätt komprimerad DNA i en cells lilla kärna kan styra växternas tillväxt och reproduktion.
En enda kärna från en enda cell i en majsväxt innehåller vanligtvis två uppsättningar kromosomer, som var och en innehåller över 2 miljarder baspar, eller "bokstäver, "av DNA och över 30, 000 gener.
"Om DNA från en enda uppsättning kromosomer kunde rivas upp och placeras ände i ände, den skulle vara mer än 2 fot lång. För att passa in i en cells lilla kärna – många gånger mindre än spetsen på ett människohår – komprimeras allt detta DNA på olika sätt, " sa Thompson.
Eftersom DNA inte kan replikeras i sitt kompakta tillstånd, högre organismer har utvecklat sofistikerade program, kallade replikeringstidsprogram, att riva upp och replikera små segment av sina kromosomer vid olika tidpunkter, han sa. Forskarna fann att replikeringsprogrammet i majs skiljer sig på flera viktiga sätt från djur och jäst.
Planer för framtida forskning inkluderar att ta en mer detaljerad titt, han sa, "vid det molekylära maskineriet som definierar majsreplikation och integrera laboratorieexperiment med datormodellering för att förstå det komplexa nätverket av faktorer som verkar i kärnan av växtceller."
