Işıkla Besin Üreten Kloroplastlar Nasıl Koruyucu Savaşçılara...

Işıkla Besin Üreten Kloroplastlar Nasıl Koruyucu Savaşçılara Dönüşür?

Kloroplastlar birçoğumuzun henüz ilköğretim yıllarında öğrendiği üzre, bitki hücrelerinin besin üreticileri veya bir anlamda çiftçileri gibidir. Görsel Telif: A. TOUFEXI ET AL/BIORXIV.ORG 2019

Besini üretmek için yapılarında barındırdıkları klorofiller yardımı ile gelen ışığın yüksek enerjili olan dalgaboylarını absorbe eder ve bu ışığın enerjisi ile fotosentez dediğimiz besin üretim mekanizmasını işletirler.

Hareket ederek avlanma şansı olmayan ve ancak toprağa veya başka bir zemine bağlı iken besinini üretmek zorunda olan canlılar için bu denli önemli olan bu mikroskobik organel, aynı zamanda bir savaşçı potansiyeli de taşıyor. Bir hastalık yapıcı bir bitkiye saldırdığında, kloroplastlar gün ışığından besin üretmeyi bırakıp enfeksiyon noktasına hücum edip, bu işgalciye saldırıyor. Şimdi ise, araştırmacılar kloroplastlara bu mobilizasyonu sağlayan proteini tanılamayı başardı.

Imperial College London’dan bitki patoloğu Tolga Bozkurt ve diğer araştırmacılar, tütüngillerden Nicotiana benthamiana‘yı 1845 yılında İrlanda’da başlayan Büyük Kıtlık’a (İrlanda Patates Kıtlığı olarak da bilinir) sebep olan Phytophthora infestans tür adlı mantarsı bir mikrop ile enfekte etti.

Araştırmacılar daha önceki bilgilerimize göre kloroplastların hücreye ışığın girdiği yere doğru hareket edebilmelerini ve o alandaki hücre zarına organelin bağlanmasını sağlaması ile bilinen CHUP1 adlı (İng. chloroplast unusual positioning 1) proteinin savunma rolü üstlendiğinde de hareketi sağlamakta olduğu savı üzerinde durdu.

Deneylerde, CHUP1 genini susturan (genin kodladığı proteini sentezlemesini engelleyen) araştırmacılar, gözlemlerinde kloroplastların enfeksiyon alanına büyük oranda hücum etmediklerini saptadı. Buna karşılık gen aktifken, kloroplastlar enfeksiyon durumunda fotosentez yaptıkları mekanizmayı durdurarak, önde çarpışan askerlere dönüşüp enfeksiyon ile mücadele etmeye yönleniyordu.

Detayları ve sonuçları bioRxiv.org’da yayımlanan araştırmada, bitkinin patojenik bir işgale uğramasının başlattığı sinyaller silsilesinin CHUP1 proteinini kloroplastları mobilize etmeye yönlendirdiği not edildi. Kloroplastlar da bu etki altında stromüller (İng. stromules) denen mini anten veya kırbaç benzeri uzantılar oluşturarak bunlar ile rasgele olarak diğer kloroplastlara bağlanıyor. Bu yolla birbirlerine bilgi aktardıklarını öne süren araştırmacılar, bu süreç ile CHUP1’in kloroplast kümelerini enfeksiyon alanına yönlendirdiğini not etti. Daha sonra enfeksiyon bölgesinde işgalci mikrobun parmaksı uzantılarını kıskaca alan kloroplast ordusu zehirli etkisi olan fotosentez sırasında açığa çıkmış kimyasalları üzerlerine salıyor.

KURTARMA OPERASYONU: Yukarıdaki videoda mavi ile görülen kloroplastların, mikropların haustoriun adı verilen parmaksı uzantılarını kıskaca alıp kimyasal salgılayıp, hatta karşı atak yememek için sıkıştırarak parçaladığı görülüyor.

Araştırmacılardan Tolga Bozkurt’a göre, kloroplastların bu aktif ve dinamik tepkileri, bir zamanlar kendileri de özgür mikroplar olarak yaşayan evrimsel atalarına dönüşeceklermiş gibi görünüyordu. Burada Bozkurt’un referans olarak aldığı teoride, kloroplastların milyonlarca yıl önce bugünkü bitki ve alglerin ortak atası olan canlılar tarafından yutulan ve hücre içinde yaşamaya başlayan fotosentetik bakteriler olduğu öne sürülmektedir.

Kaynak ve İleri Okuma

Jeremy Rehm, Sciencenews Website, 28 Ocak 2019, How light-farming chloroplasts morph into defensive warriors, https://www.sciencenews.org/article/how-light-farming-chloroplasts-morph-defensive-warriors?tgt=nr
A. Toufexi et al. Chloroplasts navigate towards the pathogen interface to counteract infection by the Irish potato famine pathogen. bioRxiv.org. Posted January 9, 2019. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/516443v1

BilimFili.com: " Işıkla Besin Üreten Kloroplastlar Nasıl Koruyucu Savaşçılara Dönüşür?"

https://bilimfili.com/besin-ureten-kloroplastlar-nasil-koruyucu-savascilara-donusur/

#işıkla #besin #üreten #kloroplastlar #nasıl #koruyucu #savaşçılara #dönüşür?