Arvsmassan är en dynamisk struktur, men det encelliga flimmerdjuret Oxytricha trifallax har dragit det hela till sin spets. Det har en märklig förmåga att bryta ner sin arvsmassa i bortåt en kvarts miljon bitar och sedan snabbt bygga upp den igen i samband med att det utbyter genetiskt material med ett annat flimmerdjur.

Oxytricha har två cellkärnor där de förvarar sitt DNA. DNA:t i den mindre kärnan är inaktivt, medan DNA:t i den större kärnan är aktivt, det vill säga det produceras proteiner. De kallas mikro- respektive makrokärna. Man kan säga att det är makrokärnans DNA som utför det dagliga arbetet medan mikrokärnan är ett arkiv av genetiskt material.

I den aktiva makrokärnan finns hela 16 000 små kromosomer som kallas nano-kromosomer. De flesta av dem bär bara på en enda gen, men varje kromosom finns i bortåt 2000 kopior. Det kan jämföras med människan som har två kromosomer av varje sort och sammanlagt 46 kromosomer i sina kroppsceller.

Flimmerdjur utbyter genetiskt material med varandra i en process som kallas konjugation. DNA:t i mikrokärnan delar upp sig, hälften stannar kvar och hälften förs över till det andra flimmerdjuret. Resultatet blir en mikrokärna som till hälften består av flimmerdjurets eget DNA medan den andra hälften kommer från det flimmerdjur det konjugerat med. Den nya kärna delar sig och blir till en mikrokärna och en kärna som är ett förstadium till makrokärnan. Den gamla makrokärnan bryts ner.

Under den process när den nya makrokärnan bildas bryts DNA:t först ner till cirka en kvarts miljon bitar och flimmerdjuret gör sig av med över 90 procent av DNA:t. Det DNA som blir kvar omorganiseras till den 16 000 kromosomer som sköter proteinproduktion fram till dess det är dags att åter byta genetiskt material med en annan individ.

Marie Nyman

Swart et al, PLoS Biology volume 11, issue 1, e10011473 (2014); Chen et al, Cell 158:1187 (August 28, 2014)

Analysera arvsmassan, Djur, Evolution och domesticering