Bitkilerde hücresel ulaşım yolları
Thale-cress bitkisindeki bir hücre boşluğu (sağda) fotoğrafı. Credit: Konstanz Üniversitesi
Birçok farklı organizmadan farklı olarak, bitkiler daha kötü olan değişen çevre koşullarından kaçamazlar. Bununla birlikte, bitkiler çevresel etkilere tepki verme yeteneğine sahiptir. Bu reaksiyonlar, bitkilerin proteinleri hareket ettirdiği kendi hücrelerinde görülen ince bir olaydır. Protein transportu olarak bilinen bu süreç, karmaşık bir biyolojik tepki mekanizmasının temelini oluşturmaktadır.
Bitki hücrelerine ömrürlerinin her saniyesinde çok sayıda protein taşınır. Hücre, proteinlerin kendi ulaşım ağları vasıtasıyla hareketlerini nasıl koordine eder? Peki hücre, proteini nakliye için doğru "etik" leyor ve hedeflenen yere ulaştığından emin olabiliyor mu?
Prof. Erika Isono ve Konstanz'daki diğer biyologlar bu soruları cevaplamak için büyük bir araştırmaya başladılar. Bu taşınım sürecinde önemli bir rol oynayan SH3P2 proteininin önceden bilinmeyen bir fonksiyonunu keşfettiler. Araştırma sonuçları kısa bir süre önce Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (PNAS) dergisinde yayınlandı.
Parçalanacak olan plazma membranı proteinleri, bitki hücresindeki en büyük hücre bölmesi olan vacuole taşınır. Bu nedenle, bir proteinin plazma membranından vakuole ulaştırma yolu, bir bitki hücresi içindeki başlıca nakil yollarından biridir. Hücreler, proteinlerin taşınması için kendi taşıma sistemini oluşturdular: Nakliye için hazırlık aşamasında, proteinleri çevreleyen zar dan veziküller halinde tomurcuk halinde çıkıyor ve daha sonra ubiquitin adı verilen özel modifiye edici proteinler tarafından iletilmek üzere "etiketli" hale getiriliyorlar.
Erika Isono, bu olayı şöyle tanımlıyor "Sevk edilmek istenen bir paket gibi" diyor ve ekliyor: "Alıcının adresi ve barkod numarası paket postaya gönderilmeden önce paketin üzerine yazılır ve sonra bir barkod tarayıcı tarafından adres okunur ve paket bir sonraki yere aktarılır. Postanelerde uygulanan yöntem bu şekilde işler . Buna benzer bir süreç, bitki hücresinde uygulanır. Bu durumda da moleküler seviyede gerçekleşir: "Araştırmamız, alıcının adresinin kargo proteini üzerine yazılması ve taranması ile ilgili hücresel bir sistem üzerinde yoğunlaşmıştır. Bir barkod tarayıcısı yerine, hücrenin proteinleri vardır. Bu ubiquitin moleküllerine bağlanabilir. Bu olay gerçekleştiğinde, hücreler proteinleri paket olarak tanımlayabilir ve onları nakledebilir. "
Ubiquitin molekülü, taşınması için proteini işaretler. Başka bir deyişle, bir protein paketi için "adres etiketi" görevi görür. Transport proteinleri, ubiquitin'i tanımakta ve bağlamakta, yükünü amaçlandığı yere yani proteinin parçalanabileceği vakuole taşıyabilmektedir .
Erika Isono ve ekibi şu anda bu etiketleme ve taşıma sürecinde önemli bir adımı inceliyor: "Araştırmalarımız, SH3P2 proteininin ilk önce ubiquitin moleküllerini tanımlayıp sonra bağlayabileceğini gösteriyor, ubiquitin adaptör proteini olarak işlev gördüğünü kanıtlamış bulunuyoruz" diyor.
Proje üyesi Marie-Kristin Nagel açıklamalarına göre; Figüratif olarak, SH3P2 bir barkod tarayıcı rolü üstlenir. Ubiquitin işaretli paketi algılar ve onu ulaşım ağı içindeki bir sonraki istasyona (ESCRT makinası olarak adlandırılır) yönlendirir. Marie-Kristin Nagel, "SH3P2 proteini otofajiyedeki (hücresel bileşenlerin geri dönüşümü) ve hücre bölünmesindeki rolleri daha önce biliniyordu ve ubiquitin ile etkileşime girdi"
Ek bir protein bu süreçte özel bir rol oynamaktadır ve şu anki araştırmalar Konstanz'daki biyologlar tarafından gerçekleştirilmektedir . AMSH, ubiqitini çıkarma kabiliyetine sahip bir enzimdir.
Araştırmacı Nagel, "Taşıma safhasının bu bölümünde kesin işlev henüz tam olarak anlaşılmadı, ancak AMSH'nin proteinlerin geri dönüşümünde rol oynayabileceğini düşünüyoruz" diye açıklıyor. "Hipotezimiz, AMSH'nin ubiqitini çıkarmasıdır." Etiket ayrılır ve protein paketi gönderene geri gönderilir. Artık bir sevkiyat adresi olmadan, protein parçalanması için vakuole alınamaz. Bunun yerine, plazma zarına geri gönderilir.
Explore further: Successful recycling: Protein quality control in the cell
More information: Marie-Kristin Nagel et al. Arabidopsis SH3P2 is an ubiquitin-binding protein that functions together with ESCRT-I and the deubiquitylating enzyme AMSH3, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1710866114
Kaynak: https://phys.org/news/2017-08-cellular-routes.html
Çeviren ve Derleyen : Yavuz Aydın
Botanik Haberleri
-
Araştırmacılar mısırın topraktaki arsenik toksisitesini azalttığını keşfetti
-
Sadece Bitkileri Enfekte Ettiği Sanılan Viroidler Kimdir?
-
Bilim insanları ilk kez en yaygın tropik ağaç türlerini isimlendirdi
-
Kurumaya dayanıklı bitkiler için genom veritabanı yayınlandı
-
Kahverengi Kokarca (Halyomorpha halys) İçin Kamu Spotu Hazırlandı
-
Dünyanın en kötü zararlılarından biri Kaliforniya'ya saldırıyor
-
Leopoldia buseana, Muğla ilinde yeni bir endemik bitki türü keşfedildi.
-
Filipinler'de yeni bir türü bulundu "Cryptocoryne zamboangaensis"
-
Bilim insanları mekanik hasada uygun taze domates tasarladı
-
Orkide Türleri: Renklerin ve Kokuların Dansı
-
Tropik Lezzet ve Sağlık: Ejder Meyvesi, Pitaya Bitkisinin Sırları
-
Bordo bulamacı nedir ? Nasıl uygulanır ?
-
Ülkemiz İçin Yeni Bir Tür "Adıyaman çançiçeği"
-
İstilacı bitki türleri katlanarak artıyor ama kimse kaç tür olduğunu bilmiyor
-
Muğla'da yeni yabani soğan türü keşfedildi