Как растения защищают себя от мутаций

Человечество не смогло бы нормально существовать без растительных митохондрий и хлоропластов. Эти важнейшие отделы растительных клеток улавливают солнечный свет и питают растения энергией, что, в конечном счете, обеспечивает нас продуктами питания и жизнедеятельности. Но есть проблема: митохондрии и хлоропласты хранят инструкции для своих строительных блоков в собственной ДНК, которая может мутировать.

Последствия этого можно наблюдать на примере «пестрых» растений, у которых листья обесцвечиваются и теряют способность к фотосинтезу (см. фото). Это красиво для сада, но пагубно для урожая.

Как растения избегают накопления мутационных повреждений с течением времени? Совместная работа Бергенского университета и Университета штата Колорадо (University of Bergen and Colorado State University) пролила свет на этот вопрос.

Если растение наследует некоторое количество материнских мутаций и передает их каждому из своих потомков — мутации неизбежно будут накапливаться в течение нескольких поколений, и потомки растения будут вымирать. Вместо этого унаследованные повреждения распределяются таким образом, что если одни потомки, к сожалению, наследуют большое количество мутаций, то другие — гораздо меньшее. Этот процесс, происходящий и у животных (включая человека), называется сегрегацией. Он основан на том, что растение генерирует случайные различия между своими потомками.

«Известно, что у человека процесс сегрегации протекает очень быстро и оказывает большое влияние на наследование генетических заболеваний. Примечательно, что у растений этот процесс происходит еще быстрее», — говорит Дэн Слоан (Dan Sloan), руководитель исследовательской группы.

В последнее время ученые, занимающиеся сельским хозяйством, заинтересованы в изучении вариаций в ДНК, поскольку митохондрии и хлоропласты играют важнейшую роль в росте и урожайности растений, и результаты исследований — хорошая новость для селекционеров, желающих внедрить новые полезные мутации.

Источник: Научная Россия