endoreduplikaatio

Endoreduplikaatio on solujen geneettisen materiaalin moninkertaistumista ilman solunjakautumista, mikä johtaa polyploideihin tumiin ja soluihin. Prosessi eroaa endomitoosista siinä, että endoreduplikaatiossa toistuvat S-vaiheen DNA-replikaatiot ilman täyttä mitotista jaksoa. Näin tumien määrä kasvaa, mutta tytärsoluja ei muodostu.

Endoreduplikaatio on erityisen yleistä kasveissa. Esimerkiksi lehtien mesofyllosoluissa sekä trichomeissa esiintyy polyploideja soluja, ja sitä tavataan myös endospermissä, joka toimii siemenvarastona. Myös joissakin eläimissä, kuten maksasoluissa (hepatosyyteissä), sekä joidenkin hyönteisten rauhassoluissa tapahtuu endoreduplikaatiota. Polyploidia esiintyy siten sekä kasvualoilla että eläin- ja hyönteiskudoksissa, joissa solujen koko ja toiminnallinen kapasiteetti voivat kasvaa.

Mechanismisesti endoreduplikaatio syntyy, kun solu ei siirry mitoosiin ja toistaa DNA-replikaatiota useammin kuin kerran ilman täyttä solunjakautumista. Tämä johtaa toistuviin S-vaiheen tapahtumiin ja tumien määrän kasvuun ilman tytärsolujen syntyä. Säätelevät verkostot sisältävät solukierrosta johtavia tekijöitä kuten CDK- ja muiden kiinnittyneiden säätelyproteiinien verkostot sekä APC/C-CCS52 (CDH1) -kompleksin toiminnan muokkaukset, joita täydentävät CDK-inhibiittorit ja E2F-transkriptiofaktorit.

Funktionaalisesti endoreduplikaatio lisää solukoon kokoa ja biosynteettistä kapasiteettia, mikä parantaa aineiden akkumulaatiota ja kehityksellisiä sekä stressivasteeseen liittyviä ominaisuuksia. Kasveissa tämä tukee esimerkiksi lehtien fotosynteesi- ja varastointikapasiteettia sekä kudosten venymistä. Eläimillä polyploidia voi myötävaikuttaa regenerointiin ja solujen metaboolisten tarpeiden täyttämiseen.

Endoreduplikaation tutkimuksessa ploiditasoa arvioidaan usein DNA-pitoisuuksien mittauksella. Käytettyjä menetelmiä ovat flow- ja ploidimittaukset sekä mikroskopia ja FISH-analyysit.