Арабидопсис - растение, обеспечившее успех в изучении механизма действия этилена

Успех в изучении механизма восприятия и передачи этиленового сигнала был достигнут на растениях Arabldopsis thaliaпa (резушка Таля). Это излюбленный объект генетиков и молекулярных биологов растений, подобно плодовой мушке-дрозофиле у генетиков животных.

Арабидопсис обладает самым маленьким среди изученных растений геномом (совокупность генов данного организма) - всего 120 млн. пар оснований, что составляет 3% от генома человека. Диплоидная клетка содержит всего 5 пар хромосом. В отличие от других растений ДНК

арабидопсиса содержит мало нуклеотидных последовательностей, которые не принимают непосредственного участия в кодирова­нии белка. У арабидопсиса сравнительно короткий жизненный цикл - около 6 недель. Он дает очень много мелких семян. Само растение тоже неболь­шое, что позволяет работать с ним в стерильных условиях, выращивая растения в колбах. Все это создает большие преимущества арабидопсиса как модельной системы для изучения генома растений. Правительством США создана специальная про­грамма и выделены фонды для определения нуклеотидной последовательности полного геном араби­допсиса. Исследование генома арабидопсиса важно потому, что существует много общего в геномах всех 250000 видов растений. Это позволяет выделить ин­тересующий ген из арабидопсиса, а затем, исполь­зуя его в качестве зоила, извлечь соответствующий ему ген из другого растения с более сложной орга­низацией генома.

В настоящее время получено большое число му­тантов арабидопсиса с повреждением единичного гена. Эти мутанты позволяют изучать генетику рос­та и развития, фотосинтеза, ответ растений на внешние воздействия и генетику метаболических це­пей. В частности, в США получены мутанты араби­допсиса, нечувствительные к эппену. Их обработка этиленом не давала типичного ответа проростков на С2Н4 у мутантов в отличие от дикого типа (не му­тантных растений) не происходило подавление рос­та стебля в длину, его утоление и подавление роста корня. Этилен не вызывает у мутантов активации этиленчувствительных генов, например генов хити­назы, не ускорял старения листьев и не вызывал эпинастию. Все это позволяет предполагать, что по­врежден ген рецептора, через который проявляются все реакции растений на этилен. Полученные му­танты позволили перейти к выделению генов вос­приятия и передачи этиленовых сигналов.