Վայրի վարդի բույսի տեսակը՝ շան վարդը (Rosa canina), ունի հնգաձև գենոմ՝ 35 քրոմոսոմով։ Այն ունի կենտ թվով քրոմոսոմներ, սակայն կարող է սեռական ճանապարհով բազմանալ՝ շնորհիվ վարդի յուրահատուկ ձևի։ բջջային բաժանում կոչվում է «Canina meyosis», որի դեպքում քրոմոսոմների միայն երկու հավաքածու է ենթարկվում կանոնավոր մեյոտիկ բաժանման, մինչդեռ մնացած 21 քրոմոսոմները ձվաբջիջը պահպանում է ասիմետրիկորեն: Տետրապլոիդ ձվի բեղմնավորումը հապլոիդ ծաղկափոշու կողմից հանգեցնում է հնգապլոիդ սերունդների առաջացմանը: Շնային վարդերի մոտ նկատվող այս ասիմետրիկ մեյոզի մեխանիզմը անհայտ էր: Վերջերս կատարված ուսումնասիրության մեջ հետազոտողները պարզել են, որ ցենտրոմերի չափերը որոշիչ դեր են խաղում՝ որոշելով, թե արդյոք քրոմոսոմը կձևավորվի երկարժեք, թե կմնա չզույգ: Ավելի փոքր ցենտրոմերի չափսերով քրոմոսոմները զույգեր են կազմում և սիմետրիկորեն բաժանվում, մինչդեռ մեծ ցենտրոմերի չափսերով քրոմոսոմները մնում են չզույգված և պահպանվում են ձվաբջիջների կողմից: Սա կարևոր է բույսերի բուծման համար, քանի որ ցենտրոմերի չափերի համապատասխան փոփոխություններ կատարելը կնշանակեր ցանկալի քրոմոսոմի ժառանգում:
Գենոֆոնդի շարունակականության և ամբողջականության համար սերնդի մոտ քրոմոսոմների քանակը պետք է մնա նույնը, ինչ իրենց ծնողների մոտ։ Սա ապահովելու համար, բարձրակարգ կենդանիների և բույսերի մեծ մասի սեռական գեղձերը ենթարկվում են սիմետրիկ մեյոտիկ բջջային բաժանման, որի արդյունքում առաջանում են հապլոիդ գամետներ, որոնք պարունակում են հավասար քանակությամբ քրոմոսոմներ (n), այնպես որ սկզբնական դիպլոիդ թիվը (2n) վերականգնվում է զիգոտում՝ արու գամետի կողմից ձվաբջջի բեղմնավորումից հետո։ Օրինակ, մարդիկ ունեն 23 զույգ (2n=46) քրոմոսոմ։ Սեռական գեղձերի մեյոզի բաժանումը սիմետրիկորեն առաջացնում է հապլոիդ ձվաբջիջներ և սպերմատոզոիդներ (n=23), այնպես որ սկզբնական դիպլոիդ թիվը (2n=46) վերականգնվում է զիգոտում՝ բեղմնավորումից հետո։ Սա է դեպքը սեռական ճանապարհով բազմացող բույսերի և կենդանիների մեծ մասի մոտ։ Նրանք ունեն զույգ թվով քրոմոսոմներ։ Սակայն վարդի բույսի սեռական բազմացումը եզակի է։
Վայրի վարդի (Rosa canina) տարածված տեսակը, որը մագլցող բույս է, ունի հնգապատիկ գենոմ, այսինքն՝ այն ունի քրոմոսոմների հինգ հավաքածու, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի 7 քրոմոսոմ։ Բույսն ունի կենտ թվով քրոմոսոմներ՝ ընդհանուր առմամբ 35, սակայն այն կարող է սեռական ճանապարհով բազմանալ մեյոտիկ բջջային բաժանման ասիմետրիկ ձևով, որը կոչվում է «Canina մեյոզ», որի դեպքում քրոմոսոմների միայն երկու հավաքածու (=14) ձևավորում են երկարժեք բջիջներ և ենթարկվում են կանոնավոր մեյոտիկ բաժանման, մինչդեռ մնացած քրոմոսոմները (=21) պահպանվում են ձվաբջջի կողմից։
Canina մեյոզի դեպքում որոշ քրոմոսոմներ մնում են չզույգված (միարժեք), մինչդեռ որոշները կազմում են զույգեր (երկարժեք): Չզույգված քրոմոսոմները վերանում են սպերմատոգենեզի ժամանակ, որի արդյունքում առաջանում է հապլոիդ ծաղկափոշու հատիկ՝ միայն երկարժեք քրոմոսոմներով: Մյուս կողմից, ձվաբջջի դեպքում ձվաբջիջը բջիջ ստանում է երկարժեք քրոմոսոմների մեկ հավաքածու և բոլոր 21 չզույգված քրոմոսոմները, ինչը ձվաբջիջը դարձնում է տետրապլոիդ։ Տետրապլոիդ ձվաբջջի բեղմնավորումը հապլոիդ ծաղկափոշով (երկարժեք քրոմոսոմներով) վերականգնում է հնգապլոիդ (5n) գենոմը սերնդի մոտ։ Այսպիսով, շնավարդի սերունդները հիմնականում կլոնավորված են և մասամբ վերարտադրվում են սեռական ճանապարհով։ Բազմացման այս յուրահատուկ ձևը հայտնի է մեկ դար, սակայն դրա մեխանիզմը անհայտ է։
Վերջերս կատարված ուսումնասիրության մեջ հետազոտողները ուսումնասիրել են, թե ինչպես է չզույգված քրոմոսոմների թիրախային տեղափոխումը ձվաբջիջներ տեղի ունենում շների վարդերի ձվաբջիջների մեջ։ Նրանք հայտնաբերել են քրոմոսոմների ցենտրոմերների չափերի ներգրավվածություն։ Ավելի մեծ ցենտրոմերները հիմնականում հայտնաբերվել են չզույգված քրոմոսոմներում, մինչդեռ երկարժեք առաջացնող ցենտրոմերները հարստացված են ռետրոտրանսպոզոններով։ Ապացույցները ցույց են տալիս, որ քրոմոսոմի ցենտրոմերի չափը որոշում է, թե արդյոք քրոմոսոմը կձևավորվի երկարժեք, թե կմնա չզույգ՝ ձվաբջիջում ասիմետրիկ ձվաբջիջների ընթացքում։ Փոքր ցենտրոմերների չափսերով քրոմոսոմները ձևավորում են երկարժեքներ և ենթարկվում են սիմետրիկ բաժանման, մինչդեռ մեծ ցենտրոմերների չափսերով քրոմոսոմները մնում են չզույգված և պահպանվում են ասիմետրիկորեն ձվաբջիջում։ Սա կարևոր է բույսերի բուծման համար, քանի որ ցենտրոմերների չափերի համապատասխան փոփոխություններ կատարելը կնշանակեր ցանկալի քրոմոսոմի ժառանգում։
***
Հիշատակում:
- Լուներովա Ջ., և այլք, 2020թ.: Ասիմետրիկ շան մեյոզը ուղեկցվում է պերիցենտրոմեր արբանյակի ընդլայնմամբ Rosa ցեղի ոչ ռեկոմբինացվող միարժեք քրոմոսոմներում: Բուսաբանության տարեգրքեր, հատոր 125, թողարկում 7, 4թ. հունիսի 2020, էջեր 1025–1038, հրապարակված՝ 25թ. փետրվարի 2020: DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Հերկլոց, Վ., Չժան, Մ., Նասիմենտո, Տ. և այլք։ Պենտապլոիդ շնավարդերի երկմոդալ ցենտրոմերները լույս են սփռում նրանց յուրահատուկ մեյոզի վրա։ Nature (2025)։ Հրապարակվել է 18 թվականի հունիսի 2025-ին։ DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Մաքս-Պլանկ-Գեզելշաֆտ։ Գոյատևման ձգտում. Վարդերի թվացյալ անհնար վերարտադրությունը կախված է ցենտրոմերի հնարքից։ Հրապարակվել է 18 թվականի հունիսի 2025-ին։ Հասանելի է հետևյալ հասցեով՝ https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
***
