Geny pro rozlišení svrchní a spodní strany listů

Jedním z nosných témat molekulární biologie dneška je studium genů regulujících vývoj organizmů během života. Stále více rozumíme tomu, jak se stane, že z jedné jediné buňky postupně vznikne složitě uspořádaný fungující tvor. Náš pohled a poznání se postupem času zanořují do jemnějších detailů vývoje jednotlivých orgánů a struktur.

Biologové z Pensylvánské a Wisconsinské univerzity nedávno identifikovali první geny odpovědné za rozlišení svrchní a spodní strany listů rostlin. Pensylvánský tým popsal funkci nedávno objeveného genu KANADI, který se projeví ve spodní části listu, badatelé z Wisconsinu objevili gen PHABULOSA, který je aktivní v buňkách svrchní části listu. Přestože byly oba geny popsány u oblíbeného modelového druhu huseníčku Arabidopsis thalliana, obdoby těchto genů se zřejmě nalézají minimálně u všech krytosemenných rostlin.

Svrchní a spodní strana rostlinných listů jsou si na první pohled podobné, nicméně se liší jak uspořádáním a tvarem buněk, tak jejich funkcí. U krytosemenných rostlin obvykle probíhá většina fotosyntetických procesů ve svrchní straně listů, zatímco spodní strana slouží jako rozhraní pro výměnu plynů a vody s prostředím.

A jak se projevují mutace v těchto genech? Za normálních okolností mají první dva listy přízemní růžice huseníčku chloupky pouze na svrchní straně, rostliny s mutovaným genem KANADI však měly stejně chlupatou svrchní i spodní stranu. RNA kódovaná tímto genem byla u normálních rostlin huseníčku nalezena kromě spodních částí listů také ve spodní části semeníků a ve vnějších vrstvách mladých embryí. Zdá se, že KANADI kromě polarity listů zřejmě spoluurčuje i polaritu plodů. (Nature 411, 706–709, 2001)