Os cloroplastos são organelas exclusivas de plantas e algas fotossintetizantes, e desempenham funções essenciais na fisiologia e metabolismo vegetal, principalmente a fotossíntese e outras rotas biossintéticas. Além do núcleo e das mitocôndrias, os plastídios possuem seu próprio genoma (plastoma), envolvido na coordenação destes três distintos mas interdependentes sistemas genéticos das células vegetais. O DNA cloroplastidial existe como moléculas circulares fechadas de aproximadamente 150 kb (±30), geralmente apresentando sequências repetidas invertidas, separando duas regiões de cópia única. Através da construção de bibliotecas shot-gun a partir do DNA cloroplastidial e do sequenciamento automático de 6266 clones, o plastoma de cana-de-açúcar (híbrido SP 80-3280) foi completamente sequenciado e as regiões codificadoras anotadas por homologia a outros sistemas vegetais. Por análises comparativas entre o plastoma de cana-de-açúcar e os de outras espécies, observou-se que todos os grupos funcionais de genes cloroplastidiais de milho foram localizados no plastoma de cana-de-açúcar, como também ycf's deste plastoma e de outras espécies, embora estas sequências não tenham função conhecida. Verificou-se, ainda, maior identidade entre os plastomas de cana-de-açúcar e milho do que entre cana- de-açúcar e arroz com base na organização estrutural e na regulação da expressão gênica (edição de mRNA). Os resultados sugerem uma evolução comum entre os plastomas das gramíneas C4, gerando novos elementos para a pesquisa deste tipo de fotossíntese e metabolismo dos plastídeos, assim como para a tecnologia de transformação de cloroplastos de cana-de-açúcar.

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