Popüler Tarım
Tarım Bilimleri Hakkında İçerikler...

Yüzyıllar Boyunca Süren Bitki Üremesi İle İlgili Gizem Çözüldü

miR845, çiçekli bitkilerin kromozomlarını saymalarını sağlayan mekanizmanın önemli bir parçası olan polen tanelerinde ifade edilir. İki sıra, vahşi tip Arabidopsis bitkilerinin varyantlarını göstermektedir. Arabidopsis varyantının en üst satırında, miR845 ifade edilir ve polen taneleri (sağ üst) görülmez. Alt sıradaki varyantda miR845 yoktur ve polen taneleri görünür (sağ alt). Üçlü blok, üst sıradaki bitkiyi etkiler Kredi: Martienssen Lab, CSHL
2 265

Bitki Üremesi: Sayma doğada hayati önem taşımaktadır. Kromozomların sayılması, çoğu hayvanın, bitkinin ve hatta tek hücreli organizmaların canlılığını sağlamak ve çoğaltmak için nasıl yapılacağını bilmeleri gereken bir şeydir. Günümüzde genetik uzmanlarından oluşan bir ekip, bitkilerin kendi kromozomlarını saymalarını sağlayan yüzlerce yıllık gizemi çözen dikkate değer bir mekanizma ortaya koyuyor.

Belirli bir hücrede veya organizmada genetik materyal miktarını saymak, her hücrenin bölünmesinden sonra her bir hücrenin aynı gen tamamlayıcılarını aldığının sağlanmasında birincil faktördür. Bitkilerde, kromozom sayısında dengesizlikleri olan bireylerin çoğalmasını önleyen mekanizma, bilim insanlarının “triploid blok” dediği bir şeydir.

Yüzyıllar Boyunca Süren Bitki Üremesi İle İlgili Gizem Çözüldü
miR845, çiçekli bitkilerin kromozomlarını saymalarını sağlayan mekanizmanın önemli bir parçası olan polen tanelerinde ifade edilir. İki sıra, vahşi tip Arabidopsis bitkilerinin varyantlarını göstermektedir. Arabidopsis varyantının en üst satırında, miR845 ifade edilir ve polen taneleri (sağ üst) görülmez. Alt sıradaki varyantda miR845 yoktur ve polen taneleri görünür (sağ alt). Üçlü blok, üst sıradaki bitkiyi etkiler Kredi: Martienssen Lab, CSHL

Bu klasik sorunun arkasındaki mekanizma şu anda Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü Profesörü Rob Martienssen ve Dr. Claudia Köhler ile laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı Filipe Borges’in liderliğindeki bir ekiple ve İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’ndeki meslektaşları tarafından çözülüyor.

Araştırma, kromozomların genellikle atlama genleri olarak adlandırılan transpoze edilebilir elementler (TEs) ile kaplandığı bilgisinden kaynaklanıyor. Martienssen, “bir hücrenin transposonları kromozomlar için bir vekil olarak algılayabileceğini ve sayabileceğini” sorusu gündeme geldi.” diyor.

Bunu yapmanın bir yolu, muhtemel mutajenik transpozonları aktif hale getirmek için hücreler tarafından üretilen küçük RNA molekülleri ile ilgisi olabilir.

Yüzyıllar Boyunca Süren Bitki Üremesi İle İlgili Gizem Çözüldü
Tek bir polen taneciği içinde: soluk bir yay (ok), sperm (yeşil) ile tahılın vejetatif çekirdeğinin (kırmızı) iç veya sitoplazması arasındaki bağlantıyı önerir. EasiRNA’ların vejetatif çekirdekten bu gibi bağlantılarla sperm içerisine geçtiği düşünülmektedir. Kredi: Martienssen laboratuarı, CSHL

Martienssen ve Borges, yalnızca mikroRNA 845 (miR845) olarak adlandırılan, çiçekli bitkilerdeki polenlerde bulunan küçük bir RNA molekülünü keşfetti. Doğa Genetiği’nde bildirilen bir dizi deneyde ekip, şimdi miR845’in, bitki genomlarındaki transpozonları araştırıp hedeflediğini ve easiRNAs (epigenetik olarak aktive olan küçük girişimli RNA’lar) adı verilen ikincil küçük RNA’ların sentezini tetiklediğini gösteriyor.

Bir polen tanesinin ne kadar çok kromozomu varsa, o kadar çok transpozonu vardır ve bu nedenle de sperminde biriken easiRNAs da fazladır. Sperm gelişmekte olan bir tohumda dişi gametler (yumurta) ile birleştiğinde, bir tür sayım meydana gelir. Kromozomların ve easiRNA’ların “dozu” dengede değilse, triploid bloğu tetikler ve tohum çöker.

Ekip, bu bloğun arkasında bir mekanizma önermektedir çünkü easiRNA‘lar, kalıtsal genler olarak adlandırılan anahtar genleri hem ana hem de baba taraflarında susturabilmektedir. Bu susturma meydana gelen tohumun sterilizasyonu ile sonuçlanır. Keşif, kromozom düzenlemesinin temel biyolojik anlayışına katkıda bulunur. Martienssen, “bitki yetiştiricileri için bir nimet olabilir, çünkü Martienssen, triploid bloğun etrafından dolaşmanın, aksi yönden uyuşmayan bitkileri geçmenin yollarını bulmayı kolaylaştırıyor.” diyor.

Yüzyıllar Boyunca Süren Bitki Üremesi İle İlgili Gizem Çözüldü
Arabidopsis tohumları, triploid blok nedeniyle durur. Kredi: Martienssen laboratuarı, SCHL

Daha Fazla Bilgi İçin: Filipe Borges et al. Transposon-derived small RNAs triggered by miR845 mediate genome dosage response in Arabidopsis, Nature Genetics (2018). DOI: 10.1038/s41588-017-0032-5

Çeviri ve Derleme: Levent KIRCAPopüler Tarım

Bu içerik PopulerTarim.com tarafından oluşturulmuştur. PopulerTarim.com'un belirtmiş olduğu "Kullanım İzinleri" ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.
2 Yorum
  1. Erhan says

    Bu gerçekten de ilgi çekici, bilim her geçen gün daha da dikkat çeker hale geldi. Her gün yeni makaleler ile insan daha da şaşkına dönüyor. Üniversitede fizyoloyik ayrım safhası ile mprfolojik ayrım safhası vardı. Bunlar kuramsal olarak biliniyordu sanırım ama somut bir açıklama yoktu. Bununla ilgili bir gelişme var mı acaba?

  2. Fatih says

    Bitkilerin kendi kromozomlarını sayması gerçekten çok ilginç her geçen gün yeni bitkiler keşfediliyor acaba her bitki için bu olay geçerli mi farklılık gösteren bitkiler var mıdır böyle içerikler sayesinde bunlarla ilgili bilgi sahibi oluruz teşekkürler

Konu Hakkındaki Düşünceleriniz? Yorumla...

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.