Durante más de un siglo, los genetistas de plantas han estado estudiando el maíz como un sistema modelo para comprender las reglas que rigen la herencia de los rasgos, y un equipo de investigadores reveló recientemente un mecanismo previamente desconocido que desencadena el silenciamiento génico en el maíz. El silenciamiento génico se apagarasgos genéticos, una consideración importante para los fitomejoradores que dependen de la herencia fiel de los rasgos de una generación a la siguiente.
Históricamente, el gen p1 del maíz ha sido utilizado como modelo por los genetistas de maíz. Investigadores anteriores no sabían que dos tipos de marcas de metilación de ADN superpuestas podrían modificar, silenciar o activar este gen. El descubrimiento se suma al conocimiento de los genetistas sobre diferentes mecanismosde herencia no mendeliana, según el investigador principal Surinder Chopra, profesor de genética del maíz, Facultad de Ciencias Agrícolas, Penn State.
En hallazgos reportados en PLOS uno , el equipo de Chopra demostró que silenciar el gen color 1 del pericarpio de maíz, regulador del color de la capa externa de los granos y el color de la mazorca, puede tener dos componentes epigenéticos "superpuestos": metilación del ADN dependiente de ARN RdDM y no- Metilación de ADN dependiente de ARN no RdDM.
"la metilación del ADN, que es la adición de grupos metilo a la molécula de ADN, puede cambiar la actividad de un segmento de ADN sin cambiar la secuencia", dijo. "La metilación del ADN generalmente actúa para reprimir la transcripción génica, que es el primer pasode la expresión génica "
Explicó Chopra. En las células vegetales, cuándo y a qué nivel se expresa un gen está bajo un estricto control entre la activación y la supresión de la transcripción. Los ARN pequeños, moléculas esenciales en la regulación y expresión de genes, pueden mediar la metilación de cadenas de ADN y cerrarseactividad de transcripción descendente, por lo tanto, juega un papel en el silenciamiento de genes heredados o transgenes introducidos para producir rasgos de cultivo deseables.
En el maíz, el gen del color 1 del pericarpio regula la acumulación de pigmentos flavonoides de color rojo ladrillo llamados flobapenos. El patrón de pigmentación en el pericarpio y "glumas" del grano de maíz - membrana que cubre la mazorca - depende de la expresión del pericarpiogen del color 1. Algunos ejemplos de estos patrones son: granos blancos, mazorca roja; granos rojos, mazorca roja; granos abigarrados, mazorca abigarrada; granos rojos, mazorca blanca y granos blancos, mazorca blanca.
"Nuestro estudio sobre el gen de color 1 del pericarpio de maíz ha demostrado la participación de mecanismos pequeños dependientes de ARN y pequeños independientes de ARN para la supresión de genes", dijo Chopra. "Este estudio revela la capa adicional de regulación génica por ARN pequeños, ymejora nuestra comprensión de cómo la expresión génica está regulada específicamente en un tejido pero no en el otro ".
Por lo general, cuando los obtentores de plantas están creando nuevos tipos de cultivares, varios rasgos que están criando pueden desaparecer o su expresión se reduce en la progenie, dijo. "Y eso, ahora lo sabemos, se debe al silenciamiento genético".
Chopra cree que hace mucho tiempo que se necesita una mejor comprensión de cómo los mecanismos de silenciamiento génico causan la desaparición de los rasgos deseados. Puede ser desastroso para un agricultor comprar semillas que no se comportan en el crecimiento de la forma en que se lo prometieronel productor.
Si uno o más genes que controlan un rasgo quedan en silencio debido a la superposición de la metilación del ADN, entonces ese rasgo básicamente desaparece de la población.
"Eso es un gran revés para cualquiera que intente reproducir rasgos como el alto rendimiento, que está regulado por varios genes", dijo Chopra. "Si uno o dos de esos genes que son esenciales para un alto rendimiento se silencian, entonces unpuede producirse una reducción en el rendimiento global "
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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