Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe planten genetische herinneringen doorgeven

Planten zijn in staat genetische herinneringen door te geven aan hun nakomelingen via een proces dat bekend staat als transgenerationele epigenetische overerving. Epigenetica verwijst naar veranderingen in genexpressie die geen veranderingen in de onderliggende DNA-sequentie met zich meebrengen. Deze veranderingen kunnen worden beïnvloed door omgevingsfactoren en kunnen worden doorgegeven aan toekomstige generaties. Bij planten is transgenerationele epigenetische overerving waargenomen voor eigenschappen zoals bloeitijd, droogteresistentie en ziekteresistentie.

Een goed bestudeerd voorbeeld van transgenerationele epigenetische overerving bij planten is vernalisatie, het proces waarbij planten een periode van blootstelling aan koude nodig hebben om te kunnen bloeien. In de modelplant Arabidopsis thaliana induceert vernalisatie veranderingen in de expressie van het FLC-gen, dat een belangrijke regulator van de bloei is. Deze veranderingen in genexpressie worden in stand gehouden door mitose en meiose, en worden doorgegeven aan de volgende generatie planten. Als gevolg hiervan produceren planten die zijn vernaliseerd nakomelingen die eerder bloeien dan planten die niet zijn vernaliseerd.

Een ander voorbeeld van transgenerationele epigenetische overerving bij planten is droogtetolerantie. Bij sommige plantensoorten kan blootstelling aan droogte veranderingen in de genexpressie veroorzaken die leiden tot een verhoogde droogtetolerantie. Deze veranderingen in genexpressie kunnen worden doorgegeven aan de volgende generatie planten, waardoor ze droogteomstandigheden beter kunnen verdragen.

Aangenomen wordt dat transgenerationele epigenetische overerving bij planten wordt gemedieerd door verschillende mechanismen, waaronder DNA-methylatie, histon-modificaties en kleine RNA-moleculen. Deze mechanismen kunnen de chromatinestructuur veranderen en de genexpressie beïnvloeden zonder de onderliggende DNA-sequentie te veranderen.

Het vermogen van planten om genetische herinneringen door te geven via transgenerationele epigenetische overerving heeft belangrijke implicaties voor de aanpassing en evolutie van planten. Het stelt planten in staat snel te reageren op veranderende omgevingsomstandigheden en gunstige eigenschappen door te geven aan hun nakomelingen. Dit proces draagt ​​bij aan de veerkracht en het aanpassingsvermogen van planten in diverse en veranderende omgevingen.