Митохондрия, «электростанция клетки». Где-то в очень далеком прошлом что-то вроде бактерии переселилось в другую клетку и уже никогда не покидало ее, сохранив часть собственной ДНК. В течение миллиардов лет митохондрии передавались от матери к потомству большинства эукариотических организмов, вырабатывая энергию для клетки и играя роль в метаболизме и запрограммированной гибели клеток.
Они есть у всех эукариот, но это не значит, что все митохондрии одинаковы. Митохондрии растений на самом деле сильно отличаются от митохондрий животных. Новая статья, опубликованная в августе30 в PLOS Genetics Алекса Козика, Бет Роуэн и Ричарда Мишельмора из Центра генома Калифорнийского университета в Дэвисе и Алана Кристенсена (который был в творческом отпуске в Калифорнийском университете в Дэвисе из Университета Небраски-Линкольн) показывает, насколько разные.
Митохондриальные геномы растений крупнее и сложнее, чем в клетках животных. Они могут значительно различаться по размеру, последовательности и расположению, хотя фактические последовательности, кодирующие белок, сохраняются.
Митохондриальные геномы растений почти повсеместно считаются одиночными кольцевыми хромосомами (главными кругами), и научные статьи и учебники обычно показывают их именно так, пишут Козик и его коллеги. Но в последние годы стало очевидно, что они намного сложнее.
Нарезанный салат ДНК
Исследователи использовали секвенирование длинной ДНК и микроскопию для определения структуры митохондриальных геномов домашнего салата (Lactua sativa) и двух его диких родственников, L. saligna и L. serriola.
Они убедительно показывают, что митохондриальная ДНК растений представляет собой динамическую смесь ветвящихся структур, лент и колец. На самом деле митохондриальная ДНК чаще обнаруживалась в виде разветвленных или линейных структур, чем в виде кругов, и никогда не обнаруживалась в виде большого главного круга.
Хотя сами гены были сохранены, блоки генов были перетасованы. Это похоже на нарезанный салат: основные ингредиенты можно смешивать в разных сочетаниях.
«Наши данные свидетельствуют о том, что митохондриальные геномы растений должны быть представлены в виде множественных единиц последовательности, демонстрирующих их изменчивые и динамические связи, а не в виде кругов», - пишут авторы. Это исправление широко распространенного представления о структуре митохондриального генома обеспечивает основу для будущей работы по динамике и эволюции митохондриального генома у различных растений.