Przejdź do treści głównej

Tag: genetyka

Kwiat

Przykłady mutacji roślin i ich przebieg

Napisane przez Tomasz Warsiński w dniu . Opublikowano w Edukacja, Rośliny. Brak komentarzy do Przykłady mutacji roślin i ich przebieg

Zdrowie i przeżycie organizmu zależy od wiarygodnej, dokładnej replikacji DNA i uporządkowanego podziału komórek. Bez tych procesów, które są wysoce niezawodne, przetrwanie jest wątpliwe. Podajemy przykłady mutacji roślin i ich przebieg.

Ważne jest, aby wiedzieć, że większość DNA „nic nie robi”. DNA jest klasyfikowane jako „kodujące” lub „niekodujące”. Kodowanie DNA potrzebne jest do produkcji enzymów i białek niezbędnych do uruchomienia procesów niezbędnych do życia. Niekodujące DNA jest podobne do losowych liter umieszczonych razem, które nie mają sensu. Cel takiej obfitości niekodującego DNA jest słabo poznany, ale z 6,5 metra DNA w każdej komórce ludzkiej tylko około 1 cal koduje DNA. Błędy w sekcjach niekodujących nie mają widocznych konsekwencji i jest to jedna z teorii, dlaczego jest ich tak wiele – może działać jako bufor chroniący DNA kodujące.

Mutacje

Mutacje są wynikiem zmian zachodzących w samym DNA lub w procesie replikacji lub podziału komórki. Zmiany w cząsteczce DNA określa się jako „mutacje punktowe”, ponieważ występują one w małej części DNA, ale mogą nadal mieć znaczący wpływ, ponieważ zmieniają „znaczenie kodu”. Mutacje punktowe mogą być spowodowane uszkodzeniem promieniami kosmicznymi, chemikaliami i wirusami. Mogą być również spowodowane stresem spowodowanym gorącem, zimnem, poważnym błędem przycinania lub replikacji, powodującym zmianę sekwencji DNA. Wiele układów biologicznych to systemy typu ścieżki, które wymagają wytworzenia produktów pośrednich przed wytworzeniem produktu końcowego. Enzymy kontrolują te etapy pośrednie, a przerwa w dowolnym etapie uniemożliwia wytwarzanie produktu końcowego. Dlatego im więcej kroków na ścieżce, tym bardziej podatny jest system na ewentualną zmianę.

Mutacje punktowe wpływają na wiele systemów w roślinach. Najbardziej wizualne są kolory lub kształty. Zmiana może wpłynąć na część kwiatu, owocu lub liścia, albo na całą gałąź. W zależności od tego, która tkanka jest zaangażowana, zmiana może zostać przekazana następnemu pokoleniu poprzez nasiona. Mogą być również rozmnażane przez szczepienie lub sadzonki. Niektóre mutacje mogą być niestabilne i powodować wytwarzanie części rośliny, które powracają do pierwotnego stanu.

Błędy

Mutacje punktu roślinnego często występują po stresujących warunkach środowiskowych, zwłaszcza zimnych. Wszystkie komórki w organizmie zawierają tę samą informację genetyczną, bez względu na ich lokalizację. Niektóre komórki tworzą korzenie, podczas gdy inne tworzą kwiaty, chociaż obie zawierają tę samą informację genetyczną. Nie do końca rozumiemy, co reguluje ten proces. Wiemy jednak, że komórki zmuszone do przeprogramowania na inną funkcję wydają się podatne na błędy w procesie. Dzieje się tak, gdy rośliny doświadczają temperatur zabijania pąków. Gdy normalne pąki wegetatywne ulegną uszkodzeniu, roślina tworzy przypadkowe pąki, które wyrastają na nowe pędy. Większość komórek przeprogramuje się pomyślnie, ale niektóre mogą wyrażać zmiany. Większość zmian pozostaje niezauważona i nie jest korzystna, ale może nastąpić zmiana koloru lub nawyku wzrostu, które łatwo zauważamy i które są atrakcyjne lub korzystne.

wiesiołek

Odkrycia naukowców z Polski i Ameryki

Napisane przez Tomasz Warsiński w dniu . Opublikowano w Edukacja, Rośliny. Brak komentarzy do Odkrycia naukowców z Polski i Ameryki

Jak powstaje roślina wiesiołek na poziomie genetycznym? Zespół naukowców z Polski i Ameryki znalazł na to pytanie odpowiedź.

Dziedziczenie to złożony problem. Które geny pochodziły od matki i które zostały odziedziczone po ojcu? Pewne jest, że każda matka i ojciec dziedziczą 50 procent swojego materiału genetycznego, zarówno w roślinach, jak i u zwierząt i ludzi. To jednak nie wszystko, ponieważ oprócz rzeczywistego genomu w jądrze komórkowym istnieją również organelle, które mają swój własny, mały genom. Obejmują one mitochondria, a w przypadku roślin dodatkowo chloroplasty. Te organelle są zazwyczaj przekazywane wyłącznie matce potomstwu, chociaż są wyjątki.

Jednym z takich wyjątków jest wiesiołek, roślina pochodząca z Ameryki i wprowadzona do Europy w XVII wieku. Dziś jest integralną częścią flory środkowej Europy.

Genetyczna walka

W badaniach roślin wiesiołek jest popularną rośliną modelową, jeśli chodzi o badania dziedziczenia organelli, ponieważ oboje rodzice wiesiołka mogą odziedziczyć materiał genetyczny chloroplastu na potomstwo. Może to jednak powodować problemy, ponieważ wiadomo, że organelle macierzyńskie i ojcowskie konkurują ze sobą. Nie mogą współistnieć w potomstwie, ponieważ konkurują o zasoby komórkowe, więc jeden wariant musi przeważyć.

Ale jak chloroplasty walczą? Na to pytanie nie można było długo odpowiedzieć. Zespół badawczy Stephana Greinera z MPI-MP i współpracownicy z Kanady, Polski i USA odkryli ten sekret w swoich bieżących badaniach. Udało im się wykazać, że metabolizm kwasów tłuszczowych jest zdecydowanie odpowiedzialny za to, że chloroplast jest lepszy od drugiego. – Najbardziej zaskakujące było dla nas odkrycie, że „walka” między genomami chloroplastów nie jest podejmowana bezpośrednio na poziomie genów, tj. w samym materiale genetycznym, ale że metabolizm odgrywa tutaj ważną rolę – stwierdza Stephan Greiner.

Odkrycia naukowców

Zespół badawczy zidentyfikował między innymi enzym, który katalizuje pierwszy, a tym samym ograniczający etap metabolizmu kwasów tłuszczowych. W swoich analizach naukowcy odkryli, że gen odpowiedzialny za syntezę tego enzymu ulega szybkiej ewolucji. Te szybkie zmiany umożliwiają wyścig zbrojeń między chloroplastami ojcowskimi i matczynymi. Powodują mutacje, które mogą prowadzić do poprawy właściwości chloroplastów. Zmieniona synteza kwasów tłuszczowych może np. zmienić skład powłoki chloroplastowej, co może być zaletą.

Odkrycia naukowców pomagają bardziej szczegółowo zrozumieć mechanizmy ewolucji. W rzeczywistości duża konkurencja między chloroplastami matczynymi i ojcowskimi może skutkować nieżywotnym potomstwem. W tym przypadku rośliny macierzyste są niekompatybilne. Dzięki wiedzy o mechanizmach, które za tym stoją, można sobie wyobrazić, że można pokonać takie ograniczenia, a w przyszłości będzie można tworzyć nowatorskie przejścia, np. w celu hodowania bardziej produktywnych lub odpornych upraw.