Organisasi Genom Plastid

Organisasi Genom plastid Genom plastid pada lebih dari 200 spesies tanaman yang lebih tinggi dan banyak ganggang hijau, biru-hijau, dan merah seabagian telah ditandai. Pada tumbuhan tingkat tinggi, berbagai ukuran cpDNAs dari 120 -160kb. Pada ganggang, berbagai ukuran untuk genom chlotoplast jauh lebih besar 85-292 kb untuk spesies dikenal memiliki cpDNAs melingkar. Dalam dua spesies ganggang hijau dari genus Acetabularia, yang cpDNAs tampak besar, sekitar 2000 kb, dan belum ditetapkan apakah genom kloroplas ini yang besar linear ata Su circular. Seperti dalam kasus DNA mitokondria, kloroplas sering mengandung beberapa salinan dari cpDNA. Kloroplas tunggal besar Chlamydomonas reinhardtii mengandung sekitar 100 salinan cpDNA. Euglena gracilis mengandung sekitar 15 kloroplas setiap berjarak sekitar 40 salinan cpDNA, memberikan total sekitar 600 copi organisme. Semua genom kloroplas dianalisis untuk tanggal dasarnya mengandung gen set yang sama, tetapi dengan gen ini diatur dalam cara yang sangat berbeda pada cpDNAs. Gen hadir pada cpDNAs dapat dikelompokkan menjadi dua kelas utama: (1) orang-orang yang menyandikan komponen aparat protein kloroplas biosintesis (subunit polimerase RNA, komponen struktural ribosom kloroplas, dan satu set tRNA) dan (2) komponen-komponen menentukan dari mesin fotosintesis (fotosistem I dan II dan rantai transpor elektron). genom kloroplas tanaman yang lebih tinggi sekitar satu-dua puluh satuketiga puluh ukuran genom organisme prokariotik (ganggang biru-hijau atau cyanobacteria) dari mana mereka diyakini telah berevolusi. Dengan demikian, kloroplas telah kehilangan banyak informasi genetik dari nenek moyang mereka dan telah menjadi sangat tergantung pada gen nuklir dari sel inang bagi banyak komponen penting. Seperti dalam kasus mitokondria, komponen terakhir ini disintesis pada ribosom sitoplasma dan diimpor ke kloroplas dengan bantuan amino-terminal peptida angkutan yang dibelah off selama transportasi melalui membran kloroplas. genom kloroplas hadir dalam garis evolusi yang berbeda semuanya mengandung sebagian besar gen yang sama, tetapi gen ini hadir dalam pengaturan yang berbeda pada molekul cpDNA. Gen rRNA yang hadir dalam rangkap pada mengulangi terbalik dalam cpDNAs dari sebagian besar spesies. Namun, di Euglena gracilis. Gen 16S dan 23S rRNA yang hadir pada tiga mengulangi tandem langsung, dengan salinan keempat terpisah gen 16S rRNA terletak di dekatnya dalam genom. Dengan membandingkan lokasi gen pada genom kloroplas yang berbeda, Palmer telah mampu menunjukkan

bahwa banyak perubahan dalam organisasi cpDNA dihasilkan dari inversi dari segmen DNA. Dalam kasus lain, penghapusan dan sisipan dari DNA yang ditemukan telah terjadi di daerah intergenic dan dalam intron gen. Namun, perubahan didokumentasikan besar dalam struktur cpDNA tampaknya telah dihasilkan dari inversi besar. Genom kloroplas menyandi banyak komponen kunci dari fotosistem I dan II dan rantai transpor elektron, pengetahuan tentang struktur dan fungsi cpDNAs sangat penting dan telah menerima banyak perhatian. cpDNAs dari Marchantia dan tembakau adalah 121.024 dan 155.844 nukleotida-pasang panjang, masing-masing. Organisasi gen tunggal-copy dalam genom kloroplas dari dua tanaman ini sangat mirip mengingat bahwa mereka evolusi sangat jauh dari satu sama lain. Perbedaan utama betwewn dua cpDNAs ini adalah bahwa daerah ulangi terbalik mengandung gen rRNA yang jauh lebih besar dalam tembakau. Perkiraan terbaik dari sejumlah gen cpDNA 136 di Marchantia dan 150 dalam tembakau. Lokasi gen yang dikenal dan frame baca terbuka ditampilkan untuk genom kloroplas dari Marchantia di fig.20.7. Genom kloroplas hadir dalam garis evolusi yang berbeda semuanya mengandung sebagian besar gen yang sama, tetapi gen hadir dalam pengaturan yang berbeda pada molekul cpDNA pada mengulangi terbalik dalam cpDNAs dari sebagian besar spesies. Euglena gracilis, yang 16 dan gen 23S rRNA yang hadir pada tiga mengulangi tandem langsung, dengan salinan keempat terpisah dari 16s gen rRNA menemukan terdekat dalam genom. Dengan membandingkan lokasi gen pada genom kloroplas yang berbeda, palmer telah mampu menunjukkan bahwa banyak perubahan dalam organisasi cpDNA dihasilkan dari inversi dari segmen DNA. Dalam kasus lain, penghapusan dan sisipan dari DNA yang ditemukan telah terjadi di daerah intergenic dan dalam intron gen. Namun, perubahan didokumentasikan besar dalam struktur cpDNA tampaknya telah dihasilkan dari inversi besar. Bakteri simbion di Paramecium Sitoplasma paramecia disukai organisme untuk penyelidikan genetik. mereka besar, protozoa uniseluler yang berkembang biak dengan baik proses aseksual dan seksual. reproduksi aseksual terjadi melalui pembelahan sel untuk menghasilkan klon dari sel identik secara genetik. dalam fase seksual, paramecia konjugat berkala dan mentransfer meterial genetik dari satu sel yang lain. paramecia dan ciliates lainnya memiliki dua jenis inti: a macronucleus vegetatif besar dan mikronukleus kecil, yang berjalan melalui urutan meiosis dan procducea gamet haploid. Sebuah mikronukleus juga menimbulkan ke macronucleus yang devides dalam pembelahan sel aseksual. adalah mungkin di laboratorium untuk membuat salib seksual melalui DNA nuklir ditransfer dari donor ke penerima, sehingga keturunan heterozigot,

yaitu, AA x aa -> Aa. proses pembuahan diri, disebut autogamy, mengakibatkan homozygosis lengkap dihasilkan keturunan (gbr. 20 8). folowing meiosis, sel-sel yang haploid, tetapi melalui autogamy mereka menjadi diploid homozigot. ini memberikan dasar untuk membandingkan extranuclear dan warisan nuklir, dan dengan demikian untuk menunjukkan keturunan yang dapat berbeda dari tipe liar di sifat-sifat yang dikendalikan oleh gen nuklir dan extranuclear.

G.H. Beale menemukan bahwa resistensi eritromisin di paramecium. seperti itu di ragi hasil dari warisan non-Mendel. Sejumlah mutasi sitoplasma dan nuklir audditional mempengaruhi resistensi antibiotik telah dipelajari oleh Beale dan J. Beisson. Mereka dan investigatiors lainnya membuat transfer dari sitoplasma dan juga transfer dari mitokondria terisolasi antara strain paramecia dan menunjukkan bahwa mitokondria (mungkin mitokondria DNA) mengontrol perlawanan. Studi juga menunjukkan bahwa meskipun beberapa selat mitokondria ditentukan oleh themeselves mitokondria, yang lain tergantung pada unsur-unsur dalam protoplasma.

T.M Sonnebon dan lain-lain telah invesfigated efek extranuclear terus-menerus dalam paramecium. beberapa strain p.aurelia menghasilkan subtance yang memiliki efek mematikan pada anggota strain lain dari spesies yang sama. paramecia dari starins mampu menghasilkan subtance beracun disebut "pembunuh". ketika pembunuh tunduk pada suhu rendah, kapasitas Kiling mereka secara bertahap menghilang. efek toksik juga menurun setelah pembelahan sel berulang. elemen yang terpisah dalam sitoplasma yang didalilkan untuk produksi dari subtance beracun. dari perhitungan matematis, diperkirakan bahwa sekitar 400 partikel yang diperlukan untuk membuat pembunuh yang efektif. pembunuh kemudian ovserved mikroskopis dan "partikel" yang disebut "kappa" yang diamati pada nomor yang diharapkan. ini "partikel" terbukti bakteri simbiosis, telah diberi nama Caedobacter taeniospiralis (pembunuh bakteri dengan pita spiral).

a "beracun subtance" (paramecin), diproduksi bybthe bakteri pembunuh, adalah diffusible dalam medium cairan (gbr. 20.9) ketika pembunuh diperbolehkan untuk tetap berada di media untuk waktu aand yang diganti oleh sensitives. yang sensitives dibunuh. paramecin, yang tidak berpengaruh pada pembunuh, terkait dengan jenis perticular dari kappa yang terjadi pada sekitar 20 persen dari populasi kappa.

"Zat beracun" (paramecin), diproduksi oleh bakteri pembunuh, diffusible di media cairan thr . Ketika pembunuh diperbolehkan untuk tetap dalam media

untuk waktu dan kemudian digantikan oleh sensitives, sensitives dibunuh. Paramecin, yang tidak mempunyai efek pada pembunuh, ini terkait dengan jenis tertentu kappa yang terjadi di sekitar 20 persen dari populasi kappa. Bakteri kappa ini memiliki refractile yang mengandung protein tubuh "R" dan yang disebut "brigghts," karena mereka yang terinfeksi dengan virus yang mengontrol sintesis protein virus. Virus beracun untuk buah setan paramecia sensitif tetapi tidak beracun dalam "nonbright" bakteri. Kappa bakteri diabadikan hanya dalam organisme yang membawa alel nuklir dominan K, yang menetapkan lingkungan diperlukan untuk bakteri untuk mereproduksi. Ketika pembunuh konjugat dengan sensitives di bawah kondisi yang tepat (untuk menghindari) membunuh pasangan) dan tidak ada exchange sitoplasma terjadi (fig. 20,10), dua jenis klon muncul: satu dari sel pembunuh yang asli, yang berisi alel K (Kk) dan kappa bakteri, dan yang lain dari sel sensitif asli, yang membawa alel K (Kk) dan kekurangan kappa. Mengikuti autogamy, setengah keturunan pembunuh dan pembunuh dan setengah adalah buah setan paramecia sensitif. Semua keturunan peka terhadap sensitives sensitif. Karena tidak ada sitoplasma dipindahkan di konjugasi ini, hanya sel-sel dari asli pembunuh mewarisi kappa bakteri. Kappa tidak dapat mereproduksi dalam sel kecuali alel K hadir dalam inti. Beberapa kondisi, konjugasi bertahan lebih lama; koneksi lebih besar didirikan

antara

conjugants,

dan

dan

sitoplasma

serta

nuklir

gen

dipertukarkan (20 GB. 11). Ketika conjugants adalah KK ang kk alel K dan k dipertukarkan dan exconjugants kedua Kk. Asing sitoplasma memiliki transterred kappa bakteri dari pembunuh sel pembunuh bebas. TRANSFORMASI PLASMID DNA DAN TUMOR

Extrachromosomal molekul DNA yang meniru independen dan mempertahankan diri mereka sendiri di dalam sitoplasma sel tumbuhan disebut plasmid. Mereka memiliki banyak kesamaan dengan kromosom mitokondria dan plastida, tetapi mereka tidak diatur ke SELL adalah sangat penting untuk sel-sel inang mereka. Beberapa plasmid yang fragmen dari suatu kromosom bakteri dan recombinants be

berapa fragmen DNA. Kebanyakan plasmid tidak penting untuk sel-sel inang mereka, tetapi kontrol reaksi antibiotik yang menguntungkan. Karena kemampuan mereka untuk mereplika si independen, untuk menggabungkan dengan DNA lainnya dan untuk membawa DNA sel pu sat syntheticactivity, mereka sangat berguna dalam rekayasa genetika. Plasmid bersel satu Ti (untuk tumor merangsang) membawa urutan DNA yang mengubah sel tanaman dikotil (tembakau, bunga matahari, wortel, tomat) untuk sel tumor. Tumor transformasi ini dikaitkan dengan penyakit crown empedu. Penyakit ini, dinyatakan sebagai pertumbuhan bulat atau empedu, disebabk an oleh bakteri Agrobacterium tumefaciens. Penyakit ekonomi penting, terutama pada tana man buah danstok pembibitan, dan disebabkan oleh bakteri yang layak yang masuk permuk aan yang terluka tanaman, biasanya di mahkota (persimpangan stem dan tanah). Tetapi bak teri yang memulai diase empedu tidak diperlukan untuk mengabadikan tumor terus tumbuh. Fragmen plasmid Ti yang dibawa oleh bakteri bthe telah digabungkan dengan segmen DNA sel yang terinfeksi tanaman. Gen yang dibawa oleh plasmid, sekarang terintegrasi ke dalam sel tanaman, kode untuk enzyms yang mempromosikan continnous dan pertumbuhan tumor tidak terkendali, yang memanjang dari empedu akibat bakteri.

KEMANDULAN JANTAN PADA TANAMAN Contoh lain dari sitoplasma intheritance ini dikaitkan dengan pollent kegagalan. Hal ini terjadi dalam banyak tanaman berbunga dan hasil dalam jantan steril di jagung, gandum, gula bit, bawang, dan beberapa tanaman tanaman lain, fer tility dikuasai setidaknya dalam s itoplasma faktor. Pada tanaman lainnya, sterilitas dikontrol sepenuhnya oleh gen nuklir. Jantan yang steril memiliki kepentingan praktis ketika persilangan yang dibuat dalam skala besar untuk menghasilkan benih hibrida.

Efek maternal Telur dan embrio yang diperkirakan akan dipengaruhi oleh lingkungan maternal di mana mereka berkembang. Bahkan mereka dikeluarkan dari tubuh ibu pada tahap awal menerima sitoplasma dan nutrisi dalam telur dari ibu dan pengaruh khusus pada generasi mungkin sudah diambil efek. potensi tertentu dari telur diketahui ditentukan sebelum pembuahan dan dalam beberapa pengejaran ini telah dipengaruhi oleh lingkungan ibu sekitarnya. Seperti takdir gen dari ibu, bukan orang-orang dari keturunan yang disebut efek maternal. Adanya efek maternal di umum dibuktikan atau dibantah oleh persilangan timbal balik. Jika efek maternal terlibat hasil dari persilangan timbal balik akan berbeda satu sama lain dengan gen dari ibu yang diungkapkan. Efek maternal di cangkang siput melingkar Salah satu contoh paling awal dan paling terkenal dari efek maternal adalah bahwa dari arah melingkar di kerang dari peregra siput limnaea. Beberapa strain spesies ini memiliki cangkang dextral, yang kumparan ke kiri. Karakteristik ini ditentukan oleh genotipe dari ibu (tidak fenotipe

nya) bukan oleh gen dari siput berkembang. Alel s + untuk coiling tangan kanan dominan atas alel s untuk melingkar ke kiri. Penyelidikan lebih lanjut dari melingkar di siput telah menunjukkan bahwa spindle terbentuk dalam metafase dari divisi pembelahan pertama mempengaruhi arah melingkar. Poros potensi "dextral" siput yang tersandung ke kanan, tapi itu dari "sinistral" siput yang tersandung ke kiri. Ini berbeda dalam susunan poros dikendalikan oleh gen dari ibu. Mereka menentukan orientasi spindle, yang pada gilirannya mempengaruhi pembelahan sel lebih lanjut dan hasil dalam pola dewasa coiling. Oleh karena karakteristik fenotipik yang sebenarnya adalah pengaruh langsung oleh ibu dengan tidak ada hubungannya langsung dengan gen dalam sperma telur atau keturunan. Namun sebagian besar ciri-ciri siput lainnya tidak menunjukkan pola efek maternal. Pola warna striping misalnya juga ditentukan pada embrio awal tapi itu dikendalikan langsung oleh gen kromosom dari kedua orang tua. Dalam contoh ini pola warna sebanding diperoleh dari hasil persilangan timbal balik. Efek ibu di Drosophila Di Universitas gr normal texas di wilayah kepala Drosophila melanogaster muncul secara sporadis dalam sampel dari populasi liar dikumpulkan di mexico acahuizotla. Di universitas dari utah, lalat ini adalah inbrida dan dipilih untuk pertumbuhan kepala tidak normal selama beberapa tahun. Proporsi lalat mengungkapkan sifat tersebut, yang bernama "tumorous kepala" adalah semakin meningkat menjadi sekitar 76 persen pada 22 ° C ketika lalat mengangkat pada jagung dan molase menengah. Ketika persilangan timbal balik dilakukan efek maternal didakwa. betina dikawinkan secara terpisah dengan tiga tipe liar jantan dan jantan dari 11 laboratorium diproduksi 14-52 persen (rata-rata 30 persen) dari lalat abnormal pada generasi pertama. Dari silang timbal balik antara jantan dan tiga tipe liar yang sama dan 11 saham laboratorium betina yang sama bagaimana gen ibu mempengaruhi pembentukan cangkang?

gen ibu menentukan orientasi spindle, yang pada gilirannya mempengaruhi pembelahan sel dari cangkang lebih lanjut dan hasil dalam pola dewasa coiling. Oleh karena karakteristik fenotipik yang sebenarnya adalah pengaruh langsung oleh ibu dengan tidak ada hubungannya langsung dengan gen dalam sperma telur atau keturunan.