Popüler Tarım
Tarım Bilimleri Hakkında İçerikler...

Bitkilerde protein katlanmasında kusurları düzelten bir mekanizma keşfedildi

0 88

Bitkilerde, hayvanlar gibi, onları canlı tutan hücresel işlevleri yerine getirmek için proteinleri kullanırlar. Protein kompozisyonu hücresel DNA’da bulunan bilgilerle belirlenir, ancak biyolojik fonksiyonlarını yerine getirmek için proteinler üç boyutlu bir konfigürasyonda katlanmalıdır. Bir protein doğru şekilde katlanmazsa, fonksiyonunu yerine getiremez. Ani sıcaklık artışı gibi stres durumları, katlanma sürecinde hatalı adımlara neden olabilir, böylece yanlışlıkla katlanmış proteinler üretilir ve bu durum derhal onarılmalıdır, aksi halde toksik agregalar kümelenecek ve oluşabilecektir.

Kloroplastlar, fotosentezin bitki hücrelerinde gerçekleştiği hücresel bölmelerdir. Buna ek olarak, bitkilerin ve onları tüketen hayvanların büyümesine izin veren besin maddelerinin çoğundan sorumludurlar. Bu çalışmanın büyük bir kısmı, bazıları yanlışlıkla katlanıp toplanmaya yüz tutan proteinlerle gerçekleştirilir ve böylece işlevlerini kaybedebilirler.

Tarımsal Genomik Araştırmalar Merkezi (CRAG) ‘nde bir CSIC araştırmacısı olan Manuel Rodríguez-Concepción liderliğindeki bir bilim adamı ekibi, normal koşullar altında kloroplastların, proteaz Clp olarak adlandırılan moleküler makineyi kullanarak bozucu proteinlerden kurtulduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, bir araya toplanmış proteinlerin birikmesi, Clp proteazın onları uzaklaştırma kabiliyetini aştığında, kloroplastlar, şaperonlar olarak adlandırılan onarım proteinlerinin üretimini etkinleştirmek için hücrenin çekirdeğine giden bir sıkıntı sinyali üretirler.  Şaperonlar kloroplastlara taşınarak protein “topaklar” ı geri alır ve ayrışmış proteinleri açar ve doğruca katlanmalarını ve işlevlerini birkaç saat içinde iyileştirmelerini sağlarlar. Bu moleküler mekanizmalar, yanlış katlanan proteinlerin mitokondri de üretildiği zaman sinir hücrelerinde çalışanlara benzer.

Bitkilerde protein katlanmasında kusurları düzelten bir mekanizma keşfedildi
Arabidopsis thaliana bitkisi

Arabidopsis thaliana model bitkisi ile yürütülen ve PLOS Genetics dergisinde yayınlanan araştırma, koruyucu bir sentezi aktive eden ve böylece hücrenin yanlış katlanan protein birikimlerinin ürettiği toksik etkilerden kurtaran anahtar bir gen (HsfA2) keşfetti. “Kkloroplastdan çekirdeğe gelen sinyal yolunu HsfA2 olarak adlandırılan bir moleküler anahtar açılır. Bu anahtar gen, bir ısı çarpması ile diğer hücresel bölmelerde protein katlanmasında sorunlara neden olduğunda da etkinleştirilir, “diye açıklıyor Ernesto Llamas, çalışmanın ilk yazarı.

Bu araştırmayı gerçekleştiren ekibin üçüncü bileşeni olan Pablo Pulido’ya göre, “bitkilerde, bazılarının proteinlerin orijinal yapı ve işlevlerini kaybetmelerine, potansiyel olarak tehlikeli olmalarına karşı bitkilere nasıl tepki vereceğini bilmek, olumsuz çevre koşullarına yönelik daha iyi ürün adaptasyonu için gereklidir.” Bu zorluk iklim değişikliği bağlamında da özellikle önemlidir.

CRAG’da yapılan araştırma, yanlış katlanan proteinin sinir sistemi hastalıklarının nasıl başladığını, yayıldığını ve şiddetlendiğinin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir. Rodríguez-Concepción, “Temel araştırmalar, yani canlıların temel işleyişini yönlendiren süreçleri ele alan araştırma, uygulanan araştırmanın dayandığı temelleri oluşturuyor” diyor. Bu anlamda, bitkilerle yapılan araştırmaların sonucu, yanlış katlanan proteinin düzeltmek için yeni evrensel yöntemlere aktarılabilir ve bu nedenle de bugün tedavi edilemez olan dejeneratif hastalıklara çözüm arayışını etkileyebilir.

Daha Fazla Bilgi İçin:  Ernesto Llamas et al, Interference with plastome gene expression and Clp protease activity in Arabidopsis triggers a chloroplast unfolded protein response to restore protein homeostasis, PLOS Genetics (2017). DOI: 10.1371/journal.pgen.1007022

Çeviri: Popüler Tarım

Bu içerik PopulerTarim.com tarafından oluşturulmuştur. PopulerTarim.com'un belirtmiş olduğu "Kullanım İzinleri" ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Konu Hakkındaki Düşünceleriniz? Yorumla...

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.