Eukaryot vekst og reproduksjon innebærer mitotiske og meiotiske celledivisjoner. Mitose resulterer i dannelse av to identiske datterceller fra en enkelt foreldrecelle, meiose gir opphav til gameter( kjønnsceller), hver med halvparten av antall kromosomer fra foreldrecellen. Korrekt segregering av kromosomer under mitose og meiose sikrer genomstabilitet, mens defekter i disse prosessene resulterer i aneuploidisering eller polyploidisering, som ofte fører til celledød eller kreft. Centromerer og telomerer er viktige kromosomale domener som kreves for riktig separasjon av genetisk materiale under både mitose og meiose. Centromerer dannes av centromere DNA og et proteinkompleks, kinetochore, og er involvert i søsterkromatid-kohesjon, riktig mikrotubuli-vedlegg, kromosombevegelse og cellesyklusregulering. Centromere DNA består av tandemrepetisjoner og / eller transposable elementer som har utviklet seg raskt og er derfor svært variable selv blant nært beslektede arter. Kinetochore montering på centromere begynner med inkorporering av sentromere histon H3 variant (cenH3) i sentromere nukleosomer. cenH3 inkorporering er ikke bestemt av sekvensene av centromere repetisjoner, men er regulert epigenetisk, siden cenH3 inkorporering og dannelse av neocentromerer kan forekomme ved sekvenser uten typiske centromere repetisjoner. Selv i enkle eukaryoter som spirende gjær danner mer enn 65 proteiner kinetochoren. Mange av disse kinetochore proteinene ble identifisert og funksjonelt karakterisert i gjær, Drosophila eller pattedyr, men bare få i planter. Det best karakteriserte kinetochore-proteinet i planter er cenH3. Imidlertid er multi-trinns prosessen med sentromereformasjon fortsatt dårlig forstått.
Telomerer Er kromatindomener tilstede på slutten av hver kromosomarm. Deres grunnleggende funksjoner inkluderer å løse to grunnleggende problemer som er knyttet til lineære kromosomer: sluttreplikasjonsproblemet, dvs. kompensasjon av replikativ forkortelse av kromosomendene, og sluttbeskyttelsesproblem, dvs. maskering av de naturlige kromosomendene fra å bli anerkjent som ureparerte kromosombrudd. I motsetning til centromere, telomer repetisjoner er svært bevart, men det finnes mange unntak der telomer DNA-sekvens ikke svarer til fylogenetisk posisjon av en organisme. Det vanligste molekylære verktøyet for å fylle ufullstendig replikerte telomerer er ribonukleoprotein enzymkomplekset kalt telomerase, men telomerase-uavhengige strategier for telomer forlengelse ble også beskrevet som alternative eller backup systemer. Endebeskyttelsen medieres av telomerbindende proteiner (inkludert OGSÅ DNA-reparasjonsfaktorer) og lokale DNA-strukturer som telomere sløyfer eller G-quadruplexer. Kunnskapen om beskyttende proteiner i planter, analogt med vertebrate shelterin complex, er bare fragmentarisk, og noen proteiner involvert i telomerbeskyttelse og telomeraserekruttering i planter ble karakterisert bare nylig. Plantetelomerase (i motsetning til pattedyrs motstykke) reguleres reversibelt, men reguleringsmekanismen(e) er ikke kjent. I tillegg danner telomerer (hvis de er tilstrekkelig lange) nukleosomale arrayer med spesifikke histonmerker som utfordrer det vanlige begrepet telomerer som heterokromatiske strukturer. Som et epigenetisk trekk observert utelukkende i planter, er cytosiner i telomert DNA delvis metylert og endringer i metyleringstilstand ble nylig vist å ha viktige regulatoriske implikasjoner. vi ønsker velkommen alle typer artikler (original forskning, metoder, hypoteser, meninger og vurderinger) som gir ny innsikt i montering og funksjon av sentromerer og telomerer i planter, inkludert deres regulering og deres interaksjoner, samt potensiell nytte i avlingsforbedring.
Viktig Merknad: Alle bidrag til Dette Forskningsemnet må være innenfor rammen av seksjonen og journalen som de er sendt inn, som definert i deres oppdragsuttalelser. Frontiers forbeholder seg retten til å lede et manuskript utenfor omfanget til en mer egnet seksjon eller tidsskrift på ethvert stadium av fagfellevurdering.
