El ADN del cloroplasto ( cpDNA ) es el ADN ubicado en los cloroplastos, que son orgánulos fotosintéticos ubicados dentro de las células de algunos organismos eucariotas. Los cloroplastos, como otros tipos de plástidos , contienen un genoma separado del núcleo celular . La existencia del ADN del cloroplasto se identificó bioquímicamente en 1959, [1] y se confirmó por microscopía electrónica en 1962. [2] Los descubrimientos de que el cloroplasto contiene ribosomas [3] y realiza la síntesis de proteínas [4] reveló que el cloroplasto es genéticamente semi- autónomo. Las primeras secuencias completas del genoma del cloroplasto se publicaron en 1986,Nicotiana tabacum (tabaco) por Sugiura y colegas y Marchantia polymorpha (hepática) por Ozeki et al. [5] [6] Desde entonces,se han secuenciado cientos de ADN de cloroplastos de varias especies .
Los ADN de los cloroplastos son circulares y, por lo general, tienen una longitud de 120 000 a 170 000 pares de bases . [7] [8] [9] Pueden tener una longitud de contorno de alrededor de 30 a 60 micrómetros y una masa de alrededor de 80 a 130 millones de daltons . [10]
La mayoría de los cloroplastos tienen todo su genoma de cloroplasto combinado en un solo anillo grande, aunque los de las algas dinófitas son una excepción notable: su genoma se divide en unos cuarenta pequeños plásmidos , cada uno de 2000 a 10 000 pares de bases de largo. [11] Cada minicírculo contiene de uno a tres genes, [11] pero también se han encontrado plásmidos en blanco, sin ADN codificante .
Durante mucho tiempo se pensó que el ADN del cloroplasto tenía una estructura circular, pero algunas pruebas sugieren que el ADN del cloroplasto adopta más comúnmente una forma lineal. [12] Se ha observado que más del 95 % del ADN del cloroplasto en los cloroplastos del maíz tiene forma lineal ramificada en lugar de círculos individuales. [11]
Muchos ADN de cloroplastos contienen dos repeticiones invertidas , que separan una sección de copia única larga (LSC) de una sección de copia única corta (SSC). [9]
Las repeticiones invertidas varían enormemente en longitud, desde 4.000 hasta 25.000 pares de bases cada una. [11] Las repeticiones invertidas en las plantas tienden a estar en el extremo superior de este rango, cada una con una longitud de 20 000 a 25 000 pares de bases. [9] [13] Las regiones repetidas invertidas generalmente contienen tres genes de ARN ribosómico y dos de ARNt , pero pueden expandirse o reducirse para contener tan solo cuatro o más de 150 genes. [11] Si bien un par dado de repeticiones invertidas rara vez son completamente idénticos, siempre son muy similares entre sí, aparentemente como resultado de una evolución concertada . [11]