ADN de cloroplasto


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]


El mapa de ADN de cloroplasto de 154 kb de una planta con flores modelo ( Arabidopsis thaliana : Brassicaceae) que muestra genes y repeticiones invertidas.
Replicación del ADN del cloroplasto a través de múltiples mecanismos de bucle D. Adaptado del artículo de Krishnan NM, Rao BJ "Un enfoque comparativo para dilucidar la replicación del genoma del cloroplasto".
Con el tiempo, los cambios de base en la secuencia de ADN pueden surgir a partir de mutaciones por desaminación. Cuando la adenina se desamina, se convierte en hipoxantina, que puede emparejarse con la citosina. Durante la replicación, la citosina se emparejará con la guanina, provocando un cambio de base A → G.