A rosa brava (Rosa canina), espécie de planta da família das rosas silvestres, possui um genoma pentaploide com 35 cromossomos. Possui um número ímpar de cromossomos, mas pode reproduzir-se sexualmente graças a uma forma única de reprodução. divisão celular chamada de "meiose canina", na qual apenas dois conjuntos de cromossomos sofrem divisão meiótica regular, enquanto o restante dos 21 cromossomos são retidos pelo óvulo assimetricamente. A fertilização do óvulo tetraploide pelo pólen haploide resulta em descendentes pentaploides. O mecanismo por trás dessa meiose assimétrica observada em rosas bravas era desconhecido. Em um estudo recente, pesquisadores descobriram que o tamanho dos centrômeros desempenha um papel decisivo na determinação se um cromossomo se tornará bivalente ou permanecerá desemparelhado. Cromossomos com centrômeros menores formam pares e se dividem simetricamente, enquanto cromossomos com centrômeros maiores permanecem desemparelhados e são retidos pelos óvulos. Isso é significativo para o melhoramento de plantas, pois fazer alterações adequadas no tamanho dos centrômeros significaria a herança de um cromossomo desejado.
O número de cromossomos na prole deve permanecer o mesmo que em seus pais para a continuidade e integridade do pool genético. Para garantir isso, as gônadas na maioria dos animais superiores e plantas passam por divisão celular meiótica simétrica, resultando na produção de gametas haploides contendo número igual de cromossomos (n), de modo que o número diploide original (2n) é restaurado no zigoto após a fertilização do óvulo pelo gameta masculino. Por exemplo, os humanos têm 23 pares (2n = 46) de cromossomos. A divisão da meiose nas gônadas produz simetricamente óvulos e espermatozoides haploides com (n = 23), de modo que o número diploide original (2n = 46) é restaurado no zigoto após a fertilização. Este é o caso da maioria das espécies de plantas e animais que se reproduzem sexualmente. Eles têm um número par de cromossomos. No entanto, a reprodução sexual na planta dogrose é única.
A rosa brava (Rosa canina), a espécie trepadeira comum de rosa selvagem, possui um genoma pentaploide, ou seja, cinco conjuntos de cromossomos, cada um com sete cromossomos. A planta possui um número ímpar de cromossomos, totalizando 7, mas pode se reproduzir sexualmente graças a uma forma assimétrica de divisão celular meiótica chamada "meiose canina", na qual apenas dois conjuntos (=35) de cromossomos formam bivalentes e passam por divisão meiótica regular, enquanto o restante dos cromossomos (=14) é retido pelo óvulo.
Na meiose canina, alguns cromossomos permanecem desemparelhados (univalentes), enquanto outros formam pares (bivalentes). Os cromossomos desemparelhados são eliminados na espermatogênese, resultando em um grão de pólen haploide com apenas os cromossomos derivados dos bivalentes. Na ovogênese, por outro lado, o óvulo célula recebe um conjunto de cromossomos derivados de bivalentes e todos os 21 cromossomos não pareados, tornando o óvulo tetraploide. A fertilização do óvulo tetraploide pelo pólen haploide (com os cromossomos derivados de bivalentes) restaura o genoma pentaploide (5n) na prole. Assim, os descendentes da rosa brava são majoritariamente clonados e parcialmente reproduzidos sexualmente. Essa forma única de reprodução é conhecida há um século, porém seu mecanismo era desconhecido.
Em um estudo recente, pesquisadores investigaram como o transporte direcionado dos cromossomos desemparelhados para os óvulos ocorre durante a oogênese em rosas bravas. Eles encontraram envolvimento dos tamanhos dos centrômeros dos cromossomos. Centrômeros maiores foram encontrados principalmente em cromossomos desemparelhados, enquanto os centrômeros formadores de bivalentes foram enriquecidos com retrotransposons. Evidências sugerem que o tamanho do centrômero de um cromossomo determina se o cromossomo formará bivalente ou permanecerá desemparelhado para ser retido no óvulo durante a oogênese assimétrica. Cromossomos com tamanhos pequenos de centrômero formam bivalentes e sofrem divisão simétrica, enquanto aqueles com tamanhos grandes de centrômero permanecem desemparelhados e são retidos assimetricamente no óvulo. Isso é significativo para o melhoramento de plantas porque fazer mudanças adequadas nos tamanhos dos centrômeros significaria a herança de um cromossomo desejado.
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Referências:
- Lunerová J. et al. 2020. A meiose assimétrica em caninos é acompanhada pela expansão de um satélite pericentromérico em cromossomos univalentes não recombinantes no gênero Rosa. Annals of Botany, Volume 125, Edição 7, 4 de junho de 2020, Páginas 1025–1038, Publicado em: 25 de fevereiro de 2020. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Herklotz, V., Zhang, M., Nascimento, T. et al. Centrômeros bimodais em dogroses pentaplóides esclarecem sua meiose única. Nature (2025). Publicado em 18 de junho de 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Sociedade Max Planck. Acelerando a Sobrevivência: A reprodução aparentemente impossível das rosas bravas depende de um truque do centrômero. Publicado em 18 de junho de 2025. Disponível em https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
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