Papieru opisywania odkrycie o rola gen, rośliny i grzyby który jest znacząco w wszystkie zwierzętach, publikują w 20 Lipa 2004 zagadnieniu czasopism postępowania narodowa akademia nauk.
Jeden odkrycie jest że gen, zwany RAD51, sztuki istotny rola w procesie rekombinować materiał genetycznego w chromosomach podczas plciowej reprodukci w roślinach. W istotach ludzkich, defekty w ten procesie mogą powodować płód mieć anormalne liczby chromosomy, wynikający w nieurodzajności, pomyłkach lub wadach okołoporodowa. Nowi odkrycie o genu rola w roślinach sugerują że ono także mieć istotnego rola w produkci sperma i jajeczne komórki w może istotach ludzkich i innych ssakach.
Jeden najwięcej zaskakujących rezultatów badanie jest że RAD51 gen no jest istotny dla przetrwania w roślinach, gdy ja zna być w ssakach. "Ja jest słynny że mysz płód który dziedziczy dwa brakowej kopii która dwa brakowej kopii ten gen, RAD51 gen umiera bardzo wkrótce po poczęcia, więc zupełnie zaskakiwaliśmy znajdować rozwijamy zupełnie normalnie że nasz mutant zasadza,--oprócz tego, że są bezpłodni," raporty Hong Ma, profesor biologia przy Penn stanu uniwersytetem i lider zespół badaniowy który zrobił odkrycie we współpracy z Bernd Reiss grupą przy max planck institute dla rośliny hodowli Badać przy Kolonia, Niemcy.,
Drużyny praca wyjawia odmianowe funkcje proteinowi produkty RAD51 gen wliczając dobierać do pary zgodni chromosomy,--struktury które zawierają komórka geny--podczas procesu meiosis i także naprawiania przerwy w chromosomach które zdarzają się podczas to i inny proces., gdy organizmu odtwórcze komórki tworzą podczas swój rozwoju, Nasz badanie prowadzi my podejrzewać że rośliien komórek naprawy przerwy w ich DNA w innym sposobie od ssak komórek" Ma mówją. ", które właśnie zatrzymują rosnąć jeżeli RAD51 gen no funkcjonuje,"
Meiosis produkuje komórki plciowa reprodukcja tak jak sperma komórki i jajeczne komórki które zawierają tylko pojedynczego pasemko each organizmu characteristic liczba chromosomy., Opóźniona nowa jednostka, m swój pełnego dopełnienie DNA gdy jajeczne komórki i łączymy,--połówka od matki i połówka od ojca. Dużo drużyny badanie skupia się na przetasowywać materiał genetyczny między dwa jednakowymi chromosomami, wynikający w cztery nowej samiec. gdy splatający chromosomy w komórki jądrze ciągną oddzielnie i przynoszą wpólnie znowu dwa razy drużyną proteiny, zdarza się podczas meiosis
Badacze prowadzą ich studia z mutanta napięciem wzorcowa laborancka roślina, Arabidopsis, w którym niezdolny funkcjonować jest RAD51 gen ponieważ kawałek cudzoziemski DNA wkłada po środku genu. Ma drużyna robić sekcję roślina kwiatu malutkich pączki zanim szansę rozwijać, gdy byli tylko wokoło 0,4 lub 0,3 milimetrami w średnicie. Ja jest znacząco spojrzenie przy komórkami od malutkich kwiatów pączków zanim otwierają ponieważ meiosis jest wydarzeniem który zdarza się" Ma wyjaśnia. "zanim pollen rozwój zaczyna," "wtedy taktujemy komórki z substancjami chemicznymi które ochraniają ich strukturę od szkody i wtedy plamimy one z substancją chemiczną niż jakaś inna część komórka która pozwoli my widzieć DNA dużo wyraźnie.
Badaczów mikroskopijni wizerunki meiosis w ich mutant roślinach wyjawiali starannych chromosomów pakunki ale chaos wiele łamane sekcje chromosomy. Zakładamy że rośliny no są sprawnie rekombinować sekcje ich chromosomy które są łamani podczas meiosis, "w których no funkcjonuje RAD51 gen" Ma mówi. Badacze dodatkowo badali ten znalezienie przedstawiać w rośliny mutację w genie, zwany SPO-11 który obezwładnia proteinowego system który ciie chromosomy., "W roślinach które są brakowe w SPO-11 i RAD51 znajdujemy nietkniętych chromosomy, nie chromosomów czerepy bigos," Ma raporty. "Ponieważ chromosomy no cią w pierwszy miejscu, ty naprawdę no potrzebujesz RAD51 naprawiać je." Te eksperymenty demonstrują że RAD51 istotnego rola w biochemicznej naprawie DNA podczas rekombinaci. Także ustanawiają także. że ten system dla naprawianie łamających chromosomów zdarza się w roślinach, który poprzednio znał zdarzać się w zwierzętach i grzybach,
RAD51 genu kody dla typ znać jako recombinase lub "skrzyżowanie" DNA sekcje między enzym ", bardzo "homologicznymi" lub jednakowymi chromosomami., który katalizuje zamieniać, Jednostka dziedziczy jeden kopię chromosom od swój ojca i inną bardzo kopię od swój matki jednakową ale dokładnie identyczną przy poczęciem. Ten DNA zamieniać--proces znać jako rekombinacja--jest znacząco dla wywołującej różnorodności wśród jednostek wśród ten sam rodziny przez cały całkowitego i populacja.
Te bardzo jednakowe molekuły DNA przynoszą wpólnie cząsteczkową maszynerią komórka tworzyć chromosom strukturę znać jako homologiczna para., wzdłuż których kłamają przy ten sam punktem na each pasemku odmianowi geny, Ponieważ DNA wzdłuż each chromosomu jest w ten sposób jednakowy, cienka struktura jest sprawnie tworzyć między chromosomami wynikający w strukturze znać jako synaptonemal kompleks który łączy dwa pasemka wpólnie., Ma badanie jest pierwszy zapewniać ostatecznego dowód w dodatku do swój rola w rekombinaci podczas meiosis. że RAD51 gen wymaga specyficznie dla homolog synapsis i dobierać do pary, W mutancie zakładamy" go "," donosimy. "że chromosomy no przychodzą wpólnie tworzyć pary," Nasz badanie pokazuje że RAD51 proteina rola w przynosić pojedynczego pasemko DNA swój odpowiednik wśród jądra komórka tworzyć pasemko i jest krytycznym składnikiem cały kompleks który trzyma dwa pasemka inny blisko do jeden. "proteiny"
Dużo znalezienia Ma drużyny badanie wyjawiają są swój wyśmienitymi mikroskopów wizerunkami które pokazują wyraźnie niż kiedykolwiek przed procesem komórka podział w roślinach., "jesteśmy szczęśliwi mieć na nasz drużynie naukowa który jest wysoko wykwalifikowany przy bardzo chytrym procesem narządzanie komórki dla przeglądać z elektronu mikroskopem," Ma mówimy. Jak bochenek chleba cięcie w plasterki wizerunki pokazują sekci rozcięcie chromosomy które wyjawiają ich strukturę i ustawiają wśród komórki. Wyraźnie widoczny jest jak struktura znać jako synaptonemal kompleks--gęsty kawałek chromosomu obsiadanie obok innego gęstego kawałka z cienkim środkowym elementem łączy dwa. Ten synaptonemal kompleks musi tworzyć podczas meiosis dla całkowitego setu chromosomy w normalnych rośliien komórkach ale Ma znajdującego, że ono no tworzy w odtwórczych komórkach mutant roślina. Ty właśnie widziisz udziały gęści kawałki które no dostawali sprzężonymi z innym kawałkiem" Ma mówją. "ponieważ RAD51 no jest tam przynosić dwa kawałka wpólnie," Mikroskopów wizerunki pokazują definitywnie że RAD51 gen wymaga w roślinach dla tworzyć środkowego element który dobierać do pary dwa chromosomu.
RAD51 gen także zna wymagającym dla swój rola w naprawianie szkodzie powodować DNA w wszystko organizmu komórki szkodliwym napromienianiem i substancjami chemicznymi. Komórka używa nietkniętą sekcję DNA jako szablon dla naprawiać uszkadzam homologiczny jeden. Badanie ustanawia także. że ten system dla naprawianie łamających chromosomów z proteinowymi produktami RAD51 gen zdarza się w meiotic komórkach rośliny, który poprzednio znał zdarzać się w zwierzętach i grzybach,
Nasz badanie sugeruje" Ma mówi. "że niektóre defekty w ludzkiej reprodukci mogą kojarzący z częściową stratą RAD51 funkcja," "Podczas gdy ja no jest ewentualny przy teraźniejszością studiować defekty w ten RAD51 genie w ludziach które plenność problemy, teraz używać ten mutant rośliny napięcie rozumieć więcej możemy niż mogliśmy przed swój rola w plciowej reprodukci wokoło."
W dodatku do Ma i Reiss, inni członkowie zespół badaniowy zawierają Wuxing Li i Changbin Chen przy Penn stanem; Ullrich markmann-Mulisch i Elmon Schmelzer przy max planck institute w Niemcy; i Ljudmilla Timefejeva przy Penn stanem i Estońskim Rolniczym uniwersytetem w Estonia. Ten badanie wspierał dotacjami od USA Krajowych instytutów zdrowie Usa narodowa fundacja naukowa USA departament energetyki i Europejska prowizja.
http://www.psu.edu/