Para comprender completamente el genoma nuclear de una planta, los científicos también deben estudiar otros dos genomas que se encuentran dentro de las células vegetales: en las mitocondrias "potentes" y en los orgánulos de cloroplasto fotosintéticos. Investigadores del Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria Instituto Nacional de Investigación Agrícola en Uruguay han desarrollado una estrategia de secuenciación del genoma del cloroplasto para facilitar esta investigación. El nuevo método podría desbloquear una gran cantidad de datos de secuencia del genoma del cloroplasto sin explotar que se pueden aplicar a los estudios evolutivos.
"Debido a que es difícil eliminar el ADN de plastidios del ADN nuclear, muchos genomas nucleares disponibles en repositorios públicos contienen suficiente ADN de plastidios para ensamblar sus genomas correspondientes", explica la investigadora principal Silvia Garaycochea.
Según los investigadores, se pueden encontrar varios fragmentos y, en algunos casos, copias casi completas del genoma del cloroplasto dentro de los genomas nucleares de las plantas. Esto se debe a que el material genético de los cloroplastos se ha transferido continuamente al núcleo a través de años de evoluciónSe entiende que los cloroplastos se originaron a partir de procariotas que fueron engullidas por eucariotas hace millones de años.
El nuevo método de Garaycochea y sus colegas permitirá a los investigadores analizar estratégicamente los datos de esta secuencia del genoma completo y ensamblar el genoma del cloroplasto para su planta de interés. Es menos costoso y consume menos tiempo que otros métodos. Ciertos procedimientos de laboratorio tediososcomo el aislamiento previo de ADN de plastidios, el enriquecimiento de ADN de plastidios y la dependencia de un genoma de referencia, no son necesarios.
"Para la recuperación del genoma del cloroplasto a partir de los datos de la secuencia total de ADN, la identificación deliberada de lecturas que representan insertos de ADN del cloroplasto en el genoma nuclear nos permitió lograr un ensamblaje del genoma de cloroplasto de mayor calidad de manera rentable y en el tiempo", Garaycocheaexplica
Usando el nuevo método, Garaycochea et al. Extrajeron los datos de la secuencia del genoma completo del arroz rojo Oryza sativa L. y produjo un genoma completo de cloroplasto, que ahora está disponible en GenBank.El estudio completo está disponible en un número reciente de Aplicaciones en Ciencias de las plantas .
"Utilizamos arroz de maleza como planta modelo. Esta elección nos permitió obtener una secuencia de cloroplasto de interés para la investigación y aprovechar la gran cantidad de información disponible para validar nuestros resultados", dice Garaycochea.
Al analizar el genoma del arroz rojo, Garaycochea et al. Descubrieron que la transferencia de ADN de plastidios es más frecuente de lo que se pensaba anteriormente. Estos eventos de transferencia son muy valiosos porque pueden revelar nueva información sobre las relaciones evolutivas dentro y entre especies.
"Dependiendo del momento de los eventos de transferencia de ADN, estas secuencias pueden retener diferentes grados de similitud con el genoma plastídico original", dice Garaycochea. "Estos segmentos de ADN nuclear de origen cloroplástico pueden proporcionar información evolutiva valiosa".
Miles de especies de plantas han secuenciado sus genomas, pero sin genomas de orgánulos, los genomas nucleares son solo una pieza del rompecabezas del ADN. Además de los nuevos descubrimientos evolutivos, el genoma del cloroplasto puede ofrecer una mirada profunda a los procesos importantes de las plantas que están estrechamentevinculado al entorno cambiante de hoy, como los impactos del calor excesivo y la sequía en la productividad fotosintética.
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Materiales proporcionados por Sociedad Botánica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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