Hloroplastni genom

Hloroplastni genom predstavlja DNK hloroplasta koja se replikuje nezavisno od replikacije jedarne DNK. Slična je prokariotskoj DNK (nukleoidu) jer je u obliku prstena (cirkularna). Količina hloroplastne DNK (cpDNA) može da varira u zavisnosti od biološke vrste i kreće se od 2- 5x10^-15.

Svojstva

Slično mitohondrijama, hloroplasti imaju sopstveni genetički sistem koji obezbeđuje sintezu grupe proteina unutar samih hloroplasta. U matriksu hloroplasta prisutna je DNK, razne vrste RNK i ribozomi.

Dokazano je da se ta DNK bitno razlikuje od DNK jedra:

• prstenast (cirkularan) je molekul, miolekulske mase od 0,8-1,3x108 D;
• u jednom hloroplastu može biti veliki broj kopija DNK (npr. u jednom hloroplastu kukuruza nalazi se 20-40 kopija)
• hloroplastna DNK se replikuje nezavisno od replikacije jedarne DNK
• nije vezana za histone.

Po svim ovim osobinama, koje je razlikuju od jedarne DNK je istovremeno slična prokariotskoj DNK i mitohondrijalnoj DNK. Sličnost DNK prokariota i hloroplasta podkrepljena je i sličnostima u transkripciji (promotori, terminalne sekvence). Sa DNK hloroplasta transkribuju se sve vrste RNK (iRNK, tRNK i rRNK) kao i r-RNK koja ulazi u sastav ribozoma u samim hloroplastima koji su 70S (slični prokariotskim ribozomima). Ovim podacima se potvrđuje endosimbiotska teorija porekla mitohondrija i hloroplasta.

Geni hloroplasta viših biljaka

U poslednje vreme došlo je do dešifrovanja redosleda nukleotida u DNK hloroplasta i ustanovljeno je da ona kodira do 120 gena između koji se nalaze geni:

• 4 vrste r-RNK
• 20 ribozomalnih proteina hloroplasta
• neki subjedinica RNK-polimeraze hloroplasta
• nekoliko proteina fotosistema I i II
• 9 od 12 subjedinica ATP-sintetaze
• jedne od subjedinica ribulozodifosfat-karboksilaze (ključni enzim za fiksaciju CO₂
• 30 molekula t-RNK
• oko 40 još nepoznatih proteina.

Za više podataka pogledati Hloroplastna DNA - cpDNA

Ograničena autonomija hloroplasta

Osnovna masa proteina hloroplasta kontrolisana je jedarnom DNK (genomom). Dokazano je da su grupa najvažnijih proteina, enzimi, a shodno tome i metabolički procesi hloroplasta pod genetičkom kontrolom jedra. Tako jedro kontroliše:

• sintezu hlorofila, karotinoida, lipida kao
• sintezu mnogih enzima tamne faze fotosinteze
• sintezu komponenti za transport elektora

Geni jedarne DNK kodiraju:

• DNK-polimerazu hloroplasta
• aminoacil-tRNK-sintetazu hloroplasta
• veliki broj ribozomalnih proteina hloroplasta

Po ovim karakteristikama hloroplasti su ograničene autonomije, slično mitohondrijama

Literatura

• Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
• Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
• Lazarević, M: Ogledi iz medicinske genetike, Beograd, 1986.
• Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
• Matić, Gordana: Osnovi molekularne biologije, Zavet, Beograd, 1997.
• Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
• Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
• Tatić, S, Kostić, G, Tatić, B: Humani genom, ZUNS, Beograd, 2002.
• Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
• Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.
• Šerban, Nada: ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001

Snežana Trifunović, dipl. biolog