Найти тему

Растительная дрозфила

Оглавление

В зависимости от области исследований учёные используют различные биологические объекты или тест-системы. К примеру, у микробиологов модельным организмом является пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), а у физиологов животных — мышь домовая (Mus musculus) и дрозофила фруктовая (Drosophila melanogaster). В честь последней арабидопсис иногда называют «растительной дрозофилой». Резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana) или, как чаще между собой называют его ученые, арабидопсис является важным модельным организмом у физиологов растений.

Arabidopsis thaliana – первое в мире растение, чей геном полностью расшифрован [*]. Арабидопсис является сорным растением. Он широко распространён в природе по всей территории Европы, Азии и Северной Америки. Из природных популяций было получено множество различных экотипов. Стандартными объектами для генетических и молекулярных исследований признаны экотипы Columbia и Landsberg.

Весь жизненный цикл растения, включая прорастание семян, развитие розетки, формирование главного стебля, период цветения и созревания первых семян, занимает около 6–8 недель [*].

Размер растений невелик. Цветки имеют длину всего 2 мм и опыляются самостоятельно, когда бутон раскрывается. Когда семена созревают, их длина составляет примерно 0,5 мм. Из сеянцев развиваются растения с розеткой, диаметр которой может варьироваться от 2 до 10 сантиметров в зависимости от условий произрастания. Листья этих растений покрыты мелкими одноклеточными волосками, называемыми трихомами. Взрослые растения достигают 15–20 см в высоту и часто дают несколько сотен цветков, собранных в соцветия, с общим количеством семян более 5000 штук [*].

Арабидопсис среди многоклеточных эукариот имеет сравнительно небольшой ядерный геном, состоящий из 5 хромосом с общей длиной примерно 115.4 пар мегабаз [*], у человека, на минуточку, примерно, 3,1 пар гигабаз, что больше в 27 раз [*]. Интересно и то, что количество генов примерно такое же как, и у человека. Если рассматривать с точки набора хромосом, то у арабидопсиса диплоидный (т.е. всего две пары хромосом), что выгодно отличает его от других претендентов на роль модельного объекта. Так, у разных видов пшеницы в результате одомашнивания геном стал полиплоидный [*], и большая часть его состоит из повторяющихся последовательностей некодируемой ДНК [*]. Из-за этих особенностей создание нокаутных линий пшеницы для исследования генов и кодируемых ими белков представляет собой сложную задачу, так как геном ее "более стабильный". Это связано с тем, что для достижения желаемого результата необходимо инактивировать один и тот же ген на всех гомологичных хромосомах, так при этом нужно еще и попасть в кодируемую часть хромосомы. Работать с арабидопсисом в этом плане намного проше и за последние 20 лет появилось множество коллекций мутантных линий Наиболее крупные коллекции находятся в The Nottingham Arabidopsis Stock Centre (NASC, Великобритания) и Arabidopsis Biological Resource Center (ABRC, Огайо, США).

Учёные не ограничиваются изучением одного лишь арабидопсиса. Со временем были отсеквенированы и другие растения. Среди них — рис, табак, соя и многие другие.

Подытожим:

Арабидопсис сорное, неприхотливое, компактное растение, проходящее все фенологические стадии в среднем за 6 недель. Одно растение способно к самоопылению и образует большое количество семян. Имеет сравнительно не большой геном, не большое количество некодирующей ДНК и гаплоидный набор хромосом, вследствие чего, легко поддается трансформации (т.е. в него проще вставить чужой ген), и изменчивости.