plastidegenom

Plastider er små organeller i cellene omgitt av to eller flere cellemembraner. Alle plastider inneholder et eget plastidegenom, i kloroplaster kalt kloroplastgenom. Plastidegenomet (plastom), er det tredje genomet i planter. De to andre er kjernegenomet og mitokondriegenomet, som til sammen utgjør det totale genmaterialet i en plante.

Siden plastidene har sin opprinnelse fra blågrønnbakterier via endosymbiose har kloroplastgenomet en prokaryot struktur, og består av et sirkulært dobbelttrådet DNA uten histoner. Kloroplastgenomet (kpDNA) finnes i 20–100 kopier i en kloroplast, samlet i et eget område i kloroplasten kalt nukleoid eller genofor. Kloroplastgenomet koder blant annet for proteiner som deltar fotosyntesen.

Tidligere trodde man at kloroplastgenomet bare var sirkulært, slik som hos plasmider, men det kan også ha en lineær form, eller bundet i hode-hale i en greinet struktur. Under evolusjonen har det skjedd en utstrakt overføring av gener fra kloroplastgenomet til kjernegenomet, og også til mitokondriegenomet; en prosess kalt endosymbiotisk genoverføring.

Kloroplastgenomet, som koder for ca. 100 forskjellige proteiner, har lik hovedstruktur, selv om det varierer i størrelse hos forskjellige alger og planter. Parasittplanter har generelt små kloroplastgenomer. Det CO2-fikserende enzymet rubisko, som danner bro mellom uorganisk og organisk karbon i fotosyntesen, er satt sammen av åtte store og åtte små delproteiner. Den store subenheten til rubisko blir kodet av kloroplastgenomet, mens den lille subenheten er kodet fra cellekjernen.

Imidlertid er mer enn 90% av proteinene i kloroplaster kodet fra kjernegenomet. Proteiner som blir kodet av kjernegenomet blir laget i cytosol, og merket med en peptidsignalsekvens, et transitpeptid som viser at proteinet skal inn i kloroplasten og passere to cellemembraner. Dette skjer med hjelp av chaperoner som retter ut peptidkjeden, samt via transportproteiner og energi fra ATP eller GTP. Inne i plastidene proteinene satt sammen og foldet i riktig tredimensjonal struktur.

Nukleotidsekvensen i kloroplastgenomet

To japanske forskningsgrupper sekvenserte i 1986 kloroplastgenomet fra tobakksplanten, og i ettertid kjenner man nukleotidsekvensen fra en rekke alger og planter. Disse blir benyttet til å skaffe kunnskap om evolusjonært slektskap mellom arter (fylogeni). Kloroplastgenomet består av fire hoveddeler: En stor enkelkopi region, en liten enkelkopi region, atskilt med to kopier med inverterte repeterte sekvenser, Størrelsen på kloroplastgenomet er fra 120 til 170 kilobaser.

Kloroplastgenomet nedarves hos blomsterplantene vanligvis maternalt via eggcellen i morplanten, en uniparental arv via bare en av foreldrene. Imidlertid finnes det eksempler på at plastider kan bli overført til neste generasjon via pollen, altså en biparental nedarving via både eggcelle og pollen.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg