Z dospělých chloroplastů mizí DNA

V každé učebnici biologie se dočteme, že chloroplasty rostlinných buněk obsahují vlastní dědičnou informaci – chloroplastovou deoxyribonukleovou kyselinu. Ta kóduje zejména některé bílkoviny fotosyntetického aparátu (většina chloroplastových bílkovin je kódována buněčným jádrem). Nedávno publikoval Arnold J. Bendich z Washingtonovy univerzity v Seattlu práce, které prokázaly, že z chloroplastů huseníčku a kukuřice se chloroplastová DNA během vývoje listů postupně ztrácí a dlouho před koncem fotosyntetické aktivity chloroplastů vymizí úplně. U kukuřice to autoři zjistili třemi nezávislými metodami. Zároveň se snižováním množství chloroplastové DNA na chloroplast se snižuje i její molekulová hmotnost a složitost její nadmolekulární struktury, od větvených struktur po jednoduché (navzdory zavedeným představám se chloroplastová DNA zpravidla nevyskytuje v kruhové podobě, viz The Plant Cell 16, 1661–1666, 2004).

Američtí autoři ukazují, že tyto výsledky nejsou zcela ojedinělé. Již před více než třiceti lety zjistili jiní vědci, že chloroplastová DNA vymizela z většiny dospělých vegetativních buněk řasy Acetabularia. Sám ostatně mám z běžné elektronové mikroskopie zkušenost, že chloroplastové nukleoidy (oblasti na řezech chloroplastů s vlákny přisuzovanými chloroplastové DNA) bývají patrné v chloroplastech mladých listů, zřídka však v chloroplastech listů dospělých. Bendich a jeho kolegové se domnívají, že chloroplastová DNA není v dospělých, nedělících se chloroplastech nezbytná, jestliže buď touto DNA kódované fotosyntetické bílkoviny, nebo jejich mediátorové RNA jsou dostatečně stabilní. Fotosyntetizující buňky potom ne-musejí udržovat a opravovat mnoho kopií chloroplastového genomu a nu-kleotidy chloroplastové DNA mohou být buňkami využity například jako zdroj dusíku. Tuto zajímavou hypotézu bude jistě třeba pečlivě ověřit. (Current Genetics 46, 176–181, 2004, Journal of molecular Biology 344, 1311–1330, 2004)