Genetisch materiaal in plantencellen zit op drie verschillende plekken. Het meeste DNA bevindt zich in de celkern in het midden van je cel. Maar chloroplasten en mitochondriën dragen ook hun eigen kleine sets genen. Dit maakt je plantencellen veel complexer dan je op het eerste gezicht zou verwachten.
De celkern van de plantencel bevat de hoofdkopie van de blauwdruk van je plant. Hier bevindt zich het grootste deel van de genetische code. Duizenden genen zijn samengeperst in draadvormige structuren die chromosomen heten. Toen ik voor het eerst plantenchromosomen onder een microscoop zag, leken ze op kleine verwarde draadjes in een bubbel. Alles van bladvorm tot bloemkleur begint met code die is opgeslagen in je celkern.
De DNA-locatie in plantencellen strekt zich ook uit tot organellen. Zowel chloroplasten als mitochondriën dragen hun eigen kleine cirkels van DNA. Wetenschappers geloven dat deze organellen ooit vrijlevende bacteriën waren. Miljarden jaren geleden hebben oeroude cellen ze opgeslokt. De bacteriën bleven en werden onderdeel van de cel. Hun DNA bleef ook, en je kunt het vandaag nog steeds detecteren in elke plant die je in je tuin kweekt.
Het chloroplastgenoom is klein maar krachtig. Het bevat slechts ongeveer 120 tot 160 kilobasen aan DNA. Dat komt neer op ruwweg 120 genen in totaal. Ongeveer 30 van die genen maken eiwitten voor fotosynthese. De rest helpt de chloroplast zichzelf te kopiëren en zijn eigen onderdelen te bouwen. Toch komt ongeveer 90% van de chloroplasteiwitten van genen in je celkern, niet van de chloroplast zelf.
Ik vond deze splitsing tussen celkern- en organelgenen eerst vreemd. Waarom sommige genen in de chloroplast houden en andere naar de celkern verplaatsen? Wetenschappers denken dat de cel de meeste genen naar de celkern heeft verplaatst voor betere controle. De weinige genen die in organellen bleven, moeten precies daar zijn waar de actie plaatsvindt.
Deze kennis helpt boeren en plantenkwekers betere gewassen te maken die jij kunt verbouwen. Wanneer je een planteigenschap wilt veranderen, moet je weten welk DNA je moet aanpakken. Sommige eigenschappen komen van nucleaire genen, terwijl andere gekoppeld zijn aan organel-DNA. Wetenschappers kunnen nu genen op alle drie de plekken bewerken om je planten resistent te maken tegen ziektes of groter fruit te laten produceren.
Je kamerplanten en tuingroenten dragen hetzelfde driedelige genetische systeem. De volgende keer dat je naar een groen blad kijkt, denk dan aan hoe elke cel DNA op meerdere plekken bevat die samenwerken. Deze oeroude band tussen cellen en bacteriën draait nog steeds elke plant in je tuin vandaag.
Lees het volledige artikel: Structuur van plantencellen: Een uitgebreide gids
