Holocentrični hromozomi su evoluirali nezavisno od monocentričnih hromozoma u obliku Ks više puta i kod životinja i kod biljaka, ali mehanizam koji stoji iza tranzicije tipa centromera nije poznat. Sada je međunarodni istraživački tim sastavio referentni genom na skali hromozoma i analizirao organizaciju holocentromera lilioidnog Chionographis japonica.
Zanimljivo je da se holocentromera sastoji od samo 7 do 11 ravnomerno raspoređenih jedinica centromera veličine megabaze od telomera do telomera. Veličina pojedinačnih jedinica centromera u ovoj biljnoj vrsti je uporediva sa onima kod monocentričnih vrsta i ~200 puta je veća od onih kod drugih holocentričnih biljaka. „Tako mali broj jedinica centromera, ali tako veliki, još nije demonstriran ni u jednom životinjskom ili biljnom organizmu“, kaže dr Ji-Cu Kuo, prvi autor ove studije.
Ravnomerno raspoređene centromerne jedinice mogu biti preduslov za formiranje metafaznih hromozoma cilindričnog oblika sa linijskim sestrinskim holocentromerima okrenutim prema suprotnim polovima. Tokom mitotičke kondenzacije hromozoma, petlja i savijanje hromatina dovode jedinice centromera veličine megabaze duž hromatide blizu jedna drugoj u holocentromeru nalik liniji da funkcionišu kao jedna centromera.
„Ovo čini hromozom stabilnijim i robusnijim, jer bi u suprotnom bio pocepan tokom ćelijske deobe“, objašnjava prof. dr Andreas Houben, šef istraživačke grupe IPK „Struktura i funkcija hromozoma“.
Za razliku od svih poznatih holocentričnih genoma koji poseduju uniformno pomešani eu- i heterohromatin, kod C. japonica oba epigenetski definisana tipa hromatina su organizovana u različite domene kao kod mnogih monocentričnih vrsta. Genski aktivna i genski neaktivna područja su tako prostorno odvojene jedna od druge.
„Studija proširuje naše znanje o plastičnosti i raznolikosti centromera, a takođe pokazuje jedinstvenu vrednost istraživanja nemodelnih vrsta za evoluciono poređenje kako bi se otkrile novine čak i u dobro proučenim strukturama kao što je centromera“, kaže dr Ji-Tzu Kuo.
Rad je objavljen u časopisu Nature Communications.
