Rola kompleksu MutS oraz białka MSH2 w kontroli crossing-over u roślin

Abstrakt

Zjawisko crossing-over (CO) polega na wzajemnej wymianie fragmentów chromatyd pomiędzy chromosomami homologicznymi i zachodzi podczas pierwszego podziału mejotycznego. Na ostateczną lokalizację i częstość crossing-over na chromosomie wpływa wiele czynników, m.in. aktywność modyfikatorów działających in trans, stopień metylacji chromatyny czy obecność polimorfizmów pomiędzy rekombinującymi chromosomami. System MMR, a przede wszystkim białko MSH2, służą do rozpoznawania i naprawy nieprawidłowo sparowanych zasad DNA, a w mejozie zapobiegają rekombinacji pomiędzy niedopasowanymi regionami chromosomowymi. Okazuje się, iż u roślin białko MSH2 może pełnić także rolę pro-rekombinacyjną, rozpoznając polimorfizmy i nakierowując zdarzenia crossing-over w regiony silniej polimorficzne. W niniejszej pracy pokazujemy, jak obecność polimorfizmów może wpływać na chromosomową dystrybucję CO, a w konsekwencji – na ewolucję genomów roślinnych. Jest to szczególnie istotne w przypadku roślin samopylnych, u których naturalnie występuje duży stopień homozygotyczności. Gdyby rekombinacja zachodziła wyłącznie w regionach homozygotycznych, nie dochodziłoby do powstawania nowych genotypów w kolejnych pokoleniach, a ewolucja organizmów byłaby spowolniona.