DNA lục lạp


Hình 1: Sơ đồ cấu tạo siêu hiển vi của lục lạp với DNA của nó (chú thích số 11).1 = Màng ngoài. 2 = Khoang gian màng. 3 = Màng trong. 4 = Chất nền lục lạp (strôma). 5 = Lumen (xoang tilacôit). 6 = Màng tilacôit. 7 = Chồng hạt (grana). 8 = Lamen. 9 = Hạt tinh bột. 10 = Các ribosome của lục lạp. 11 = DNA lục lạp. 12 = Vi giọt chất béo.

DNA lục lạp (DNA lục lạp) là DNA định vị trong lục lạp của tế bào quang hợp.[1][2] Nói cách khác, lục lạp có phân tử DNA của riêng nó, thì DNA này gọi là DNA lục lạp.[3][4][5][6]

Thuật ngữ này dịch từ tiếng Pháp là DNA chloroplastique,[7] và từ tiếng Anh là Chloroplast DNA được viết tắt là cpDNA.[8] Ở Việt Nam, từ "DNA lục lạp" trong các tài liệu phổ thông được viết tắt là cpDNA,[3] còn trong các tài liệu chuyên ngành thì viết tắt như tiếng Anh là cpDNA.[9][10]

Như tên gọi của nó, DNA lục lạp nằm ở lục lạp của tất cả các thực vật quang hợp (cây xanh, tảo lục,...), nhưng cũng có ở một số loài động vật có khả năng quang hợp. Trong lục lạp, chúng phân bố ở chất nền (strôma): lơ lửng hoặc neo vào cấu trúc khác (xem hình).

Tổng quan

  • DNA lục lạp thuộc loại DNA vòng.
  • DNA lục lạp mang các gen chứa thông tin di truyền mã hoá các sản phẩm thường dùng cho hoạt động quang hợp của lục lạp, cũng như một số hoạt động khác. Tập hợp tất cả các gen này ở lục lạp tạo nên bộ gen lục lạp (chloroplast genome),[11] thường gọi là plastome.[12] Tuy plastome (bộ gen lục lạp) chỉ là một phần nhỏ so với toàn bộ gen trên nhiễm sắc thể của tế bào, nhưng rất quan trọng cho quang hợp và một số các hoạt động khác của tế bào và cơ thể.[9]
  • Lục lạp là một loại bào quan thuộc nhóm lạp thể (plastid), nên bộ gen lục lạp còn được gọi là bộ gen lạp thể (plastid genome) mà phân tử có dạng DNA vòng giống như plasmit vi khuẩn.[9][13]
  • DNA lục lạp mang các thông tin mã hoá được kế thừa theo phương thức di truyền ngoài nhiễm sắc thể.[9][10]

Lược sử

  • Hiện tượng di truyền các tính trạng do plastome đã được phát hiện từ năm 1908 - 1909 bởi Carl Correns, nhờ đó đã ra đời thuật ngữ "di truyền theo dòng mẹ", sau này đã xác định đó là một trong nhiều trường hợp của di truyền ngoài nhiễm sắc thể.
  • Tuy nhiên, sự tồn tại của plastome mãi hơn nửa thế kỉ sau mới được chứng minh vào năm 1962,[14] và plastome lần đầu tiên được giải trình tự vào năm 1986 nhờ hai nhóm nghiên cứu của Nhật Bản giải trình tự DNA lục lạp của rêu tản và của thuốc lá. Đến nay, các nhà khoa học đã giải trình tự của hàng trăm DNA lục lạp của nhiều loài thực vật khác nhau, chủ yếu là các loài thực vật trên cạn và một số loài tảo lục.

Cấu trúc phân tử

Bộ gen lục lạp của loài Arabidopsis thaliana (Họ Cải).
  • Nói chung, một phân tử DNA lục lạp là một phân tử DNA vòng, gồm khoảng 120 đến 170 Mbp (1 bp = một cặp base). Mỗi phân tử vòng này có chu vi ngoài khoảng 30 - 60 micrômet, với khối lượng khoảng 80 - 130 triệu Daltons.[15]
  • Theo thuyết nội cộng sinh, thì DNA lục lạp ở thực vật quang hợp có tổ tiên xa xưa là plasmit của vi khuẩn lam cổ đại ở biển, xâm nhập vào thực vật thủy sinh cổ đại, cộng sinh với chúng, rồi cây thủy sinh "lên trên cạn" vào kỉ Silur thuộc đại Cổ sinh.[1]
  • Hầu hết các gen của plastome cùng định vị trên một số DNA lục lạp vòng lớn, nhưng cũng có nhiều trường hợp một plastome phân hoá thành rất nhiều "mảnh" nhỏ, mỗi "mảnh" chỉ khoảng 2000 bp, gọi là vòng mini (minicircle) chứa một vài gen hoặc có gen nhưng lại không phải gen mã hóa như ở tảo thuộc nhóm dinoflagellata.

Chức năng và biến đổi

  • Trong các plastome đã được nghiên cứu, thì nói chung mỗi plastome gồm khoảng 100 gen.[16][17] Các gen này mã hóa chủ yếu các prôtêin vi ống và các enzym quang hợp ngay trong lục lạp. Giống như sinh vật nhân sơ, các gen ở đây được tổ chức thành các operon,[17] và điểm này là một trong các bằng chứng của thuyết nội cộng sinh về nguồn gốc lục lạp.
  • Nhiều loài thực vật trên cạn có plastome khá giống nhau, trong đó cùng có các gen mã hóa cho 4 rRNA, khoảng 30 tRNA, 21 prôtêin của ribosome và 4 tiểu đơn vị RNA polymeraza.[18][19] Phục vụ trực tiếp cho quang hợp, trong plastome có các gen mã hoá 28 prôtêin của màng tylacôit (màng lục lạp) và tiểu đơn vị RUBISCO (Ribulose-1,5-diphosphate carboxylase oxygenase) lớn.[18] Ngoài ra, còn có các gen mã hóa 11 tiểu đơn vị của phức hợp prôtêin trung gian trong các phản ứng oxy hóa khử để tái chế các điện tử trong quang hợp,[20] tương tự như NADH dehydrogenase trong ty thể.[18][21]
  • Tuy có nguồn gốc nội cộng sinh, nhưng plastome ở cây xanh có số lượng ít hơn hẳn "tổ tiên" của nó: mỗi plastome hiện có khoảng 60 - 100 gen, trong khi vi khuẩn lam thường có tới hơn 1500 gen.[22] Hiện tượng này được giải thích là phần lớn gen tổ tiên đã sáp nhập vào bộ gen ở nhân trong quá trình chuyển gen nội sinh (endosymbiotic gene transfer) nhiều lần, kéo dài qua nhiều triệu năm tiến hoá.[16][23][24][25] Ở cây trên cạn, khoảng 11 - 14% DNA trong nhân đã được xác minh là có nguồn gốc từ plastome chuyển vào, thậm chí ở chi Arabidopsis có tới 18% - tức là ứng với khoảng 4.500 gen cấu trúc.[26][27]

Xem thêm

Nguồn trích dẫn

  1. ^ a b Campbell và cộng sự: "Sinh học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2010.
  2. ^ “Chloroplasts and Other Plastids”. Lưu trữ bản gốc ngày 20 tháng 10 năm 2013.Quản lý CS1: bot: trạng thái URL ban đầu không rõ (liên kết)
  3. ^ a b "Sinh học 12 nâng cao" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2015.
  4. ^ de Vries J, Archibald JM (tháng 4 năm 2018). “Plastid genomes”. Current Biology. 28 (8): R336–R337. doi:10.1016/j.cub.2018.01.027. PMID 29689202.
  5. ^ C.Michael Hogan. 2010. Deoxyribonucleic acid. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment. eds. S.Draggan and C.Cleveland. Washington DC
  6. ^ “Number of copies of ctDNA per chloroplast”.
  7. ^ “DNA chloroplastique”.[liên kết hỏng]
  8. ^ Sakamoto W, Takami T (tháng 6 năm 2018). “Chloroplast DNA Dynamics: Copy Number, Quality Control and Degradation”. Plant & Cell Physiology. 59 (6): 1120–1127. doi:10.1093/pcp/pcy084. PMID 29860378.
  9. ^ a b c d Phạm Thành Hổ: "Di truyền học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 1998.
  10. ^ a b Đỗ Lê Thăng: "Di truyền học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2005.
  11. ^ “Chloroplast Genome”.
  12. ^ “plastome”.
  13. ^ W.D. Phillips & T.J. Chilton: "Sinh học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2004.
  14. ^ Dann L (2002). Bioscience—Explained (PDF). Green DNA: BIOSCIENCE EXPLAINED.
  15. ^ Burgess J (1989). An introduction to plant cell development. Cambridge: Cambridge university press. tr. 62. ISBN 978-0-521-31611-8.
  16. ^ a b Clegg MT, Gaut BS, Learn GH, Morton BR (tháng 7 năm 1994). “Rates and patterns of chloroplast DNA evolution”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (15): 6795–801. Bibcode:1994PNAS...91.6795C. doi:10.1073/pnas.91.15.6795. PMC 44285. PMID 8041699.
  17. ^ a b McFadden GI (tháng 1 năm 2001). “Chloroplast origin and integration”. Plant Physiology. 125 (1): 50–3. doi:10.1104/pp.125.1.50. PMC 1539323. PMID 11154294.
  18. ^ a b c Harris EH, Boynton JE, Gillham NW (tháng 12 năm 1994). “Chloroplast ribosomes and protein synthesis”. Microbiological Reviews. 58 (4): 700–54. PMC 372988. PMID 7854253.
  19. ^ Wakasugi T, Sugita M, Tsudzuki T, Sugiura M (1998). “Updated gene map of tobacco chloroplast DNA”. Plant Molecular Biology Reporter. 16 (3): 231–41. doi:10.1023/A:1007564209282.
  20. ^ Krause K (tháng 9 năm 2008). “From chloroplasts to "cryptic" plastids: evolution of plastid genomes in parasitic plants”. Current Genetics. 54 (3): 111–21. doi:10.1007/s00294-008-0208-8. PMID 18696071.
  21. ^ Peng L, Fukao Y, Fujiwara M, Shikanai T (tháng 1 năm 2012). “Multistep assembly of chloroplast NADH dehydrogenase-like subcomplex A requires several nucleus-encoded proteins, including CRR41 and CRR42, in Arabidopsis”. The Plant Cell. 24 (1): 202–14. doi:10.1105/tpc.111.090597. PMC 3289569. PMID 22274627.
  22. ^ Martin W, Rujan T, Richly E, Hansen A, Cornelsen S, Lins T, Leister D, Stoebe B, Hasegawa M, Penny D (tháng 9 năm 2002). “Evolutionary analysis of Arabidopsis, cyanobacterial, and chloroplast genomes reveals plastid phylogeny and thousands of cyanobacterial genes in the nucleus”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (19): 12246–51. Bibcode:2002PNAS...9912246M. doi:10.1073/pnas.182432999. PMC 129430. PMID 12218172.
  23. ^ Huang CY, Ayliffe MA, Timmis JN (tháng 3 năm 2003). “Direct measurement of the transfer rate of chloroplast DNA into the nucleus”. Nature. 422 (6927): 72–6. Bibcode:2003Natur.422...72H. doi:10.1038/nature01435. PMID 12594458.
  24. ^ Mackiewicz P, Bodył A, Moszczyński K (tháng 7 năm 2013). “The case of horizontal gene transfer from bacteria to the peculiar dinoflagellate plastid genome”. Mobile Genetic Elements. 3 (4): e25845. doi:10.4161/mge.25845. PMC 3812789. PMID 24195014.
  25. ^ Leliaert F, Lopez-Bautista JM (tháng 3 năm 2015). “The chloroplast genomes of Bryopsis plumosa and Tydemania expeditiones (Bryopsidales, Chlorophyta): compact genomes and genes of bacterial origin”. BMC Genomics. 16 (1): 204. doi:10.1186/s12864-015-1418-3. PMC 4487195. PMID 25879186.
  26. ^ Moustafa A, Beszteri B, Maier UG, Bowler C, Valentin K, Bhattacharya D (tháng 6 năm 2009). “Genomic footprints of a cryptic plastid endosymbiosis in diatoms” (PDF). Science. 324 (5935): 1724–6. Bibcode:2009Sci...324.1724M. doi:10.1126/science.1172983. PMID 19556510.
  27. ^ Archibald JM (tháng 12 năm 2006). “Algal genomics: exploring the imprint of endosymbiosis”. Current Biology. 16 (24): R1033-5. doi:10.1016/j.cub.2006.11.008. PMID 17174910.

Read other articles:

Still Life

Sampul Still Life adalah album keempat Opeth, direkam di Maestro Musik dan Fredman Studios pada 15 April dan 29 Mei 1999. Daftar lagu The Moor – 11:28 Godhead's Lament – 9:47 Benighted – 5:01 Moonlapse Vertigo – 9:00 Face of Melinda – 7:59 Serenity Painted Death – 9:14 White Cluster – 10:02 Anggota Mikael Åkerfeldt - Vocals, Guitar Peter Lindgren - Guitar Martin Mendez - Bass Martin Lopez - Drums lbsOpeth Mikael Åkerfeldt • Martin Mendez • Fredr...

 

Breaking Bad season 1

First season of the AMC crime drama television series Season of television series Breaking BadSeason 1Season 1 DVD coverStarring Bryan Cranston Anna Gunn Aaron Paul Dean Norris Betsy Brandt RJ Mitte No. of episodes7ReleaseOriginal networkAMCOriginal releaseJanuary 20 (2008-01-20) –March 9, 2008 (2008-03-09)Season chronologyNext →Season 2List of episodes The first season of the American television drama series Breaking Bad premiered on January 20, 2008 and concluded on...

 

Queen's Commendation for Brave Conduct

AwardKing's Commendation for Brave Conduct(1939–52)Queen's Commendation for Brave Conduct(1952–94)1943–45: Badge for civilian recipientsFrom 1946: civil and military ribbon devicesTypeCommendationAwarded forGallantry entailing risk to life and meriting national recognitionDescriptionCertificate / Pin back badge / Ribbon devicePresented byUnited Kingdom and CommonwealthEligibilityBoth service personnel and civiliansStatusDiscontinued 1994. Replaced by Queen's Commendation for BraveryEst...

Pesat Aceh Tenggara

Pesat Aceh TenggaraNama lengkapPersatuan Sepakbola Aceh TenggaraBerdiri1974; 50 tahun lalu (1974)StadionStadion Haji Syahadat, Kecamatan Kutacane, Kabupaten Aceh Tenggara, Provinsi AcehKetuaBukhari PinimPelatihM. Yusuf EmreLigaLiga 32017Grup C Persatuan Sepakbola Aceh Tenggara (atau disingkat Pesat; Inggris: Football Association of Southeast Aceh) adalah klub sepak bola Indonesia yang berasal dari Kabupaten Aceh Tenggara, Provinsi Aceh. Mereka bermain di Liga 3 Aceh.[1][2]...

 

Charles Maurras

French author, politician, poet, and critic (1868–1952) Charles MaurrasMaurras in 1937BornCharles-Marie-Photius Maurras(1868-04-20)20 April 1868Martigues, Bouches-du-Rhône, FranceDied16 November 1952(1952-11-16) (aged 84)Tours, FranceEra20th century philosophyRegionWestern philosophySchoolMaurrassismePositivismRoyalismIntegral nationalismReactionismInstitutionsAction FrançaiseNotable ideasMaurrassisme This article is part of a series onConservatism in France Ideologies French nationa...

 

Ed Abbaticchio

American baseball and football player (1877–1957) Baseball player Ed AbbaticchioSecond baseman / ShortstopBorn: (1877-04-15)April 15, 1877Latrobe, Pennsylvania, U.S.Died: January 6, 1957(1957-01-06) (aged 79)Ft. Lauderdale, Florida, U.S.Batted: RightThrew: RightMLB debutSeptember 4, 1897, for the Philadelphia PhilliesLast MLB appearanceSeptember 15, 1910, for the Boston DovesMLB statisticsBatting average.254Home runs11Runs batted in324 Teams Philadelphia P...

Universitas Kristen Maranatha

Universitas Kristen MaranathaJenisPerguruan Tinggi SwastaAfiliasi keagamaanProtestanRektorProf. Sri Widiyantoro, M.Sc, Ph.D. [1]LokasiBandung Universitas Kristen Maranatha adalah sebuah perguruan tinggi swasta di Jawa Barat, Indonesia berbasis Kristen yang berlokasi di Bandung. Sekilas Sejarah Sejarah panjang Universitas Kristen Maranatha dimulai pada tahun 1965 dengan didirikannya Yayasan Perguruan Tinggi Kristen Maranatha, yang dirintis oleh Badan Pendidikan Kristen Komisi Pembantu ...

 

سباق الطريق للسيدات في بطولة العالم لسباق الدراجات على الطريق 2019

سباق الطريق للسيدات في بطولة العالم لسباق الدراجات على الطريق 2019 تفاصيل السباقسلسلة59. سباق الطريق للسيدات في بطولة العالم لسباق الدراجات على الطريقمنافسةبطولة العالم لسباق الدراجات على الطريق 2019 CM‏التاريخ28 سبتمبر 2019المسافات149٫4 كمالبلد المملكة المتحدةنقطة البدايةبر...

 

2020–21 NCAA Division I men's basketball rankings

2020–21 NCAA Division I men's basketball rankingsSeason2020–21NCAA Tournament2021Preseason No. 1GonzagaNCAA Tournament ChampionsBaylor NCAA Division I men's basketball rankings ← 2019–20 2021–22 → Two human polls made up the 2020–21 NCAA Division I men's basketball rankings, the AP Poll and the Coaches Poll, in addition to various publications' preseason polls. With the release of the poll on November 30, Kansas was ranked in the AP poll for the 223rd cons...

M-Base

Music genre This article has multiple issues. Please help improve it or discuss these issues on the talk page. (Learn how and when to remove these template messages) This article possibly contains original research. Please improve it by verifying the claims made and adding inline citations. Statements consisting only of original research should be removed. (October 2023) (Learn how and when to remove this message) This article relies excessively on references to primary sources. Please improv...

 

För omsorgsfull renvård

För omsorgsfull renvård är en svensk kunglig medalj som delas ut av regeringen till företrädare för renskötsel. Medaljen instiftades av kung Oscar II 1897.[1] Medaljen finns i guld i femte storleken (GMrenv) och i silver i åttonde storleken (SMrenv). Åtsidan bär den regerande konungens bild och frånsidan har bärarens namn ingraverat. Den bärs i blått band med gula kanter. Medaljen hade ursprungligen jämte den svenska även den samiska inskriptionen Puorre påtsoi suittemest; nu...

 

Zat Knight

Zat Knight Informasi pribadiNama lengkap Zatyiah KnightTanggal lahir 2 Mei 1980 (umur 44)Tempat lahir Solihull, InggrisTinggi 1,98 m (6 ft 6 in) [1]Posisi bermain BekInformasi klubKlub saat ini ReadingNomor 24Karier junior1999 Rushall OlympicKarier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)1999–2007 Fulham 150 (4)2000 → Peterborough United (pinjaman) 8 (0)2007–2009 Aston Villa 40 (2)2009–2014 Bolton Wanderers 168 (4)2014 Colorado Rapids 4 (0)2015- Reading 0 (0)Tim nasi...

Atolls of the Maldives

Physical geographic entity This article is about the natural geographical atolls of the Maldives. For the administrative units also known as atollls, see Administrative divisions of the Maldives. For individual islands that make up the archipelago, see List of islands of the Maldives. This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Atolls of t...

 

Клейнрок, Леонард

Леонард Клейнрокангл. Leonard Kleinrock Дата рождения 13 июня 1934(1934-06-13)[1][2] (90 лет) Место рождения Нью-Йорк, Нью-Йорк, США Страна  США[3][4] Род деятельности математик, специалист в области информатики, изобретатель, профессор Научная сфера инженерно�...

 

Rinderpest

Eradicated morbillivirus disease †Rinderpest morbillivirus Virus classification (unranked): Virus Realm: Riboviria Kingdom: Orthornavirae Phylum: Negarnaviricota Class: Monjiviricetes Order: Mononegavirales Family: Paramyxoviridae Genus: Morbillivirus Species: †Rinderpest morbillivirus Synonyms[1] Rinderpest virus Rinderpest (also cattle plague or steppe murrain) was an infectious viral disease of cattle, domestic buffalo, and many other species of even-toed ungulates, including g...

Fred Tatasciore

Fred TatascioreTatasciore di WonderCon 2018Lahir15 Juni 1967 (umur 57)New York City, Amerika SerikatPekerjaanPengisian suaraTahun aktif1995–sekarang Fred Tatasciore (/ˈtætəʃɔːr/; Italia: [tataʃˈʃoːre]; lahir 15 Juni 1967)[1] adalah pengisi suara Amerika yang telah memberikan berbagai suara dalam film animasi, film live-action, acara televisi, dan video game. Dia saat ini bersuara Yosemite Sam, Gossamer, Peter Potamus, Reddy dan Droop-a-Long Coyote, dan H...

 

皇室会議

この項目では、現行の皇室典範に基づいて設置された機関（1947年-現在）について説明しています。 旧皇室典範に基づいて設置された機関（1889年-1947年）については「皇族会議」をご覧ください。 皇室会議（こうしつかいぎ）は、日本の皇室に関する重要な事項（皇位継承順位の変更、男性皇族の結婚相手認否、皇族が皇族の身分を離脱することの認否、摂政を設置ま...

 

Sandro Porchia

Sandro PorchiaSandro Porchia con la maglia del CosenzaNazionalità Italia Altezza181 cm Peso75 kg Calcio RuoloDifensore Termine carriera2014 - giocatore CarrieraGiovanili ?-1995 Ragusa Squadre di club1 1995-1996 Ragusa29 (2)1996-2000 Savoia103 (3)2000-2005 Crotone168 (23)2005-2008 Rimini89 (7)2008-2009 Grosseto24 (0)2009-2010 Cosenza28 (2)2010-2012 Bassano Virtus41 (2)2012 San Nicolò7 (0)2013 Borghi14 (3)2013-2014 Ribelle33 (5)2014 Domag...

Seignory

Lordship granted over an estate English feudalismHarold Sacramentum Fecit Willelmo Duci(Bayeux Tapestry) FiefEcclesiastical fiefCrown landAllodial titleAppanageVassalFeoffmentSeignorySubinfeudationFeoffeeFealtyHomageAffinityFeudal maintenanceFeudal fragmentationBastard feudalismLivery Manorialism Lord of the manorManorial courtManor house (List)DemesneGlebeOverlordLordPeasantSerfdomFree tenant Feudal land tenure in England Land tenureEnglish feudal baronyFeudal baronKnight's feeKnight-service...

 

Roy and Silo

Homosexual penguin couple Roy and SiloRoy and Silo were chinstrap penguins, similar to those pictured.SpeciesChinstrap penguinSexBoth maleHatched1987 (age 36–37)Known forSame sex animal coupleOffspringTango Roy and Silo (born 1987) were two male chinstrap penguins in New York City's Central Park Zoo. They were noted by staff at the zoo in 1998 to be performing mating rituals, and one of them in 1999 attempted to hatch a rock as if it were an egg. This inspired zoo keepers to g...