Materiał genetyczny w komórkach roślinnych znajduje się w trzech różnych miejscach. Większość DNA mieści się w jądrze położonym w centrum komórki. Jednak chloroplasty i mitochondria również posiadają własne niewielkie zestawy genów. To sprawia, że komórki roślinne są znacznie bardziej złożone, niż mogłoby się początkowo wydawać.
Jądro komórki roślinnej przechowuje główną kopię planu budowy rośliny. To właśnie tutaj znajduje się większość kodu genetycznego. Tysiące genów upakowanych jest w nitkowate struktury zwane chromosomami. Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem chromosomy roślinne pod mikroskopem, wyglądały jak maleńkie splątane nici wewnątrz bańki. Wszystko, od kształtu liści po kolor kwiatów, zaczyna się od kodu zapisanego w jądrze.
Lokalizacja DNA w komórce roślinnej obejmuje również organelle. Zarówno chloroplasty, jak i mitochondria posiadają własne małe koliste cząsteczki DNA. Naukowcy uważają, że te organelle były kiedyś wolno żyjącymi bakteriami. Miliardy lat temu starożytne komórki je wchłonęły. Bakterie pozostały i stały się częścią komórki. Ich DNA również zostało i można je wykryć do dziś w każdej roślinie, którą uprawiasz w swoim ogrodzie.
Genom chloroplastowy jest mały, ale potężny. Zawiera tylko około 120 do 160 kilobaz DNA. Przekłada się to na około 120 genów łącznie. Około 30 z tych genów wytwarza białka do fotosyntezy. Pozostałe pomagają chloroplastowi się kopiować i budować własne części. Mimo to około 90% białek chloroplastowych pochodzi z genów w jądrze, a nie z samego chloroplastu.
Na początku wydawał mi się dziwny ten podział genów między jądro a organelle. Dlaczego niektóre geny zostały w chloroplaście, a inne przeniesiono do jądra? Naukowcy uważają, że komórka przeniosła większość genów do jądra dla lepszej kontroli. Te nieliczne geny, które zostały w organellach, muszą znajdować się dokładnie tam, gdzie dzieją się rzeczy.
Ta wiedza pomaga rolnikom i hodowcom roślin tworzyć lepsze uprawy. Gdy chcesz zmienić jakąś cechę rośliny, musisz wiedzieć, które DNA modyfikować. Niektóre cechy pochodzą z genów jądrowych, podczas gdy inne są powiązane z DNA organelli. Naukowcy mogą teraz edytować geny we wszystkich trzech miejscach, aby rośliny były odporne na choroby lub dawały większe owoce.
Twoje rośliny doniczkowe i warzywa ogrodowe posiadają ten sam trójczęściowy system genetyczny. Następnym razem, gdy spojrzysz na zielony liść, pomyśl o tym, jak każda komórka przechowuje DNA w wielu miejscach, które współpracują ze sobą. Ta pradawna więź między komórkami a bakteriami nadal napędza każdą roślinę w Twoim ogrodzie.
Przeczytaj cały artykuł: Budowa komórki roślinnej: Kompleksowy przewodnik
