Има нещо наистина странно в папратите. Тяхната ДНК е странна и сложна. Всъщност един от видовете папрати - Ophioglossum reticulatum, или папрат с език на змия - държи рекорда за многоклетъчен организъм с най-голям брой хромозоми. Около 720 двойки хромозоми могат да бъдат открити в повечето от клетъчните му ядра.
След години упорита работа учените най-накрая са секвенирали гаргантюанските геноми на три различни хомоспорни папрати, разкривайки, че тези вредни растения не само трупат ДНК, но и я крадат от други организми - и то в продължение на милиони години, пише „Сайънс Алерт“.
„Всеки геном разказва различна история", казва генетикът Дъг Солтис от Музея по естествена история на Флорида, съавтор на една от статиите. „Папратите са най-близките живи роднини на всички семенни растения и произвеждат химически средства за отблъскване на тревопасните, които могат да бъдат полезни за селскостопанските изследвания. И все пак досега те оставаха последната голяма линия на зеления живот без геномна последователност".
Резултатът е геном, съдържащ 7,46 гигабази ДНК в 39-те си хромозомни двойки - повече от два пъти по-голям от човешкия геном. Изследователите съобщават, че това е довело до някои доста интересни изненади.
В миналото учените са обяснявали огромните геноми и големия брой хромозоми на папратите с многократните кръгове на дублиране на целия геном, при които потомството на даден организъм случайно наследява допълнителни копия на целия геном на организма. Това е често срещано явление при растенията и може да доведе до някои предимства, като например бърза еволюция и дивергенция.
Организмите, при които това се случва, обаче обикновено преминават през кратък период на приспособяване, в който повечето от дубликатите се губят, в резултат на което се получава по-нормален геном. За разлика от този на папратите.
„Това е основна точка на дискусия през последния половин век и е довело до всякакви противоречиви резултати", казва ботаникът и съавтор Даниел Блейн Марчант от Станфордския университет. „Опитът да се разбере еволюционният процес, който стои в основата на този парадокс, е изключително важен".
Отговорът се намира в ДНК на вида Ceratopteris richardii. Вместо идентични участъци от ДНК, каквито би трябвало да се очакват, ако става дума за дублиране, хромозомите на папратта съдържат накъсана смесица от повтарящи се фрагменти и отрязъци - генетични отпадъци, които са се натрупали в растението. 85% от генома на C. richardii е съставен от тези транспозони - ДНК последователности, които могат да се преместват, като това съотношение е наблюдавано и при вида A. capillus-veneris.
„Функционалните гени са разделени от големи количества повтаряща се ДНК", казва ботаникът Пам Солтис от Природонаучния музей на Флорида.
Това изглежда предполага, че папратите просто са неефективни в изхвърлянето на ненужна ДНК. Вместо това те я съхраняват за неопределено време, подобно на събирач, който просто не знае кога може да използва чекмеджето, пълно с изсъхнали химикалки.
ДНК-тест разпознава откраднатото от руснаците украинско зърно
Но екипът открива и доказателства, че C. richardii е малък, подъл крадец на ДНК, пише БГНЕС.
В генома на папратта има защитни механизми срещу определен токсин, който пробива дупки в клетъчната мембрана. Тези защити обикновено се срещат при бактериите - което предполага, че папратта ги е придобила от бактерии чрез процес, наречен хоризонтален трансфер на гени (който всъщност е доста разпространен сред бактериите). Копия на тези защитни гени се появяват в различни части на растението, което предполага, че този трансфер е станал многократно. Така че изглежда, че папратта наистина извлича някаква полза от плодовете на своята плячка и вероятно тази полза също е защитна, предполагат изследователите. При това доста изненадваща и изобретателна.
„Механизмите, които стоят зад хоризонталния трансфер на гени, остават една от най-слабо изследваните области на еволюцията на сухоземните растения", казва Солтис. „В еволюционните времеви рамки това е нещо като печалба от лотарията. Всеки път, когато едно растение е наранено, вътрешността му е податлива на инвазия от микроби, но това, че тяхната ДНК се включва в генома, изглежда невероятно".
Ясно е, че вече никога няма да гледаме на папратите по същия начин.
***
Важното за теб е на Topnovini.bg! Последвай ни във Facebook, Instagram и Twitter, ела и в групата ни във Viber! Значимите теми и различните гледни точки са още по-близо до теб! Всички са в социалните мрежи – ние също, чети ни!
Добави коментар