Eukaryote vækst og reproduktion indebærer mitotiske og meiotiske celledelinger. Mitose resulterer i dannelse af to identiske datterceller fra en enkelt forældercelle, meiose giver anledning til kønsceller (kønsceller), hver med halvdelen af antallet af kromosomer fra forældercellen. Korrekt adskillelse af kromosomer under mitose og meiose sikrer genomstabilitet, mens defekter i disse processer resulterer i aneuploidisering eller polyploidisering, hvilket ofte fører til celledød eller kræft. Centromerer og telomerer er vigtige kromosomale domæner, der kræves for korrekt adskillelse af genetisk materiale under både mitose og meiose. centromerer dannes af centromerisk DNA og et proteinkompleks, kinetochore, og er involveret i søsterkromatid samhørighed, korrekt mikrotubuli vedhæftning, kromosombevægelse og cellecyklusregulering. Centromerisk DNA er sammensat af tandem-gentagelser og/eller transponerbare elementer, der har udviklet sig hurtigt og derfor er meget variable selv blandt nært beslægtede arter. Kinetochore-samling ved centromere begynder med inkorporering af centromerisk histon H3-variant (cenH3) i centromere nukleosomer. cenh3-inkorporering bestemmes ikke af sekvenserne af centromere gentagelser, men reguleres epigenetisk, da cenh3-inkorporering og dannelse af neocentromerer kan forekomme ved sekvenser uden typiske centromere-gentagelser. Selv i enkle eukaryoter som spirende gær danner mere end 65 proteiner kinetochore. Mange af disse kinetochore proteiner blev identificeret og funktionelt karakteriseret i gær, Drosophila eller pattedyr, men kun få i planter. Det bedst karakteriserede kinetochore-protein i planter er cenH3. Imidlertid er multi-trins processen med centromerdannelse stadig dårligt forstået.
telomerer er kromatindomæner til stede i slutningen af hver kromosomarm. Deres grundlæggende funktioner inkluderer løsning af to grundlæggende problemer, der er forbundet med lineære kromosomer: slutreplikationsproblemet, dvs. kompensation for replikativ forkortelse af kromosomender og slutbeskyttelsesproblem, dvs.maskering af det naturlige kromosom ender fra at blive anerkendt som ikke-reparerede kromosombrud. I modsætning til centromere er telomer-gentagelser stærkt konserverede, men der findes adskillige undtagelser, hvor telomer-DNA-sekvens ikke svarer til den fylogenetiske position af en organisme. Det mest almindelige molekylære værktøj til at genopfylde ufuldstændigt replikerede telomerer er ribonukleoproteinkomplekset kaldet telomerase, men telomeraseuafhængige strategier for telomerforlængelse blev også beskrevet som alternative eller backup-systemer. Slutbeskyttelsen medieres af telomerbindende proteiner (inklusive også DNA-reparationsfaktorer) og lokale DNA-strukturer såsom telomere sløjfer eller G-firdobler. Kendskabet til beskyttende proteiner i planter, analogt med hvirveldyr shelterin kompleks, er bare fragmentarisk, og nogle proteiner involveret i telomer beskyttelse og telomerase rekruttering i planter blev karakteriseret først for nylig. Plantetelomerase(i modsætning til dets pattedyrs modstykke) reguleres reversibelt, men reguleringsmekanismen (E) er ikke kendt. Derudover danner telomerer (hvis de er tilstrækkeligt lange) nukleosomale arrays med specifikke histonmærker, der udfordrer det fælles koncept for telomerer som heterochromatiske strukturer. Som et epigenetisk træk, der udelukkende observeres i planter, er cytosiner i telomer DNA delvist methyleret, og ændringer i methyleringstilstand blev for nylig vist at have vigtige regulatoriske implikationer.
Vi glæder os over alle typer artikler (original forskning, metoder, hypoteser, meninger og anmeldelser), der giver ny indsigt i samling og funktion af centromerer og telomerer i planter, herunder deres regulering og deres interaktioner samt potentiel nytte i afgrødeforbedring.
vigtig Note: Alle bidrag til dette forskningsemne skal være inden for rammerne af det afsnit og tidsskrift, som de indsendes til, som defineret i deres missionserklæringer. Frontiers forbeholder sig ret til at vejlede et manuskript uden for anvendelsesområdet til et mere passende afsnit eller tidsskrift på ethvert trin af fagfællebedømmelse.
