ای دوستان علاقه مندان به گیاهان! بهعنوان تامینکننده Systemin، من سهم خود را در بررسی نحوه عملکرد این پپتید بد پسر در گیاهان داشتهام. Systemin، برای کسانی که نمی دانند، یک بازیکن کلیدی در مکانیسم دفاعی گیاه است. این مانند ژنرال کوچکی است که وقتی گیاه مورد حمله قرار می گیرد سیگنال می فرستد.
بنابراین، بیایید به چگونگی تنظیم Systemin در گیاهان بپردازیم. اول از همه، همه چیز با تولید شروع می شود. سیستمین از یک پروتئین پیش ساز بزرگتر، پروسیستمین، مشتق شده است. هنگامی که گیاه با نوعی استرس مواجه می شود، مانند حشره ای که روی برگ هایش می خرد یا پاتوژنی که سعی می کند به آن حمله کند، ژن های مسئول پروسیستمین شروع به فعال شدن می کنند.
تنظیم در سطح ژن بسیار پیچیده است. مجموعه ای از عوامل رونویسی وجود دارد که وارد عمل می شوند. اینها مانند کلیدهای روشن و خاموش برای ژن ها هستند. آنها می توانند سیگنال های استرس مانند تغییرات در سطوح هورمونی یا وجود برخی مواد شیمیایی در محیط گیاه را حس کنند. به عنوان مثال، نشان داده شده است که اسید جاسمونیک، یک هورمون گیاهی شناخته شده، تأثیر زیادی بر بیان ژن پروسیستمین دارد. وقتی سطح اسید جاسمونیک بالا می رود، مانند چراغ سبزی است که ژن پروسیستمین شروع به تولید پروتئین پیش ساز می کند.
هنگامی که پروسیستمین ساخته شد، باید به پپتید فعال سیستمین تبدیل شود. اینجاست که پروتئازها وارد می شوند. پروتئازها آنزیم هایی هستند که پروتئین ها را به قطعات کوچکتر تقسیم می کنند. در مورد پروسیستمین، پروتئازهای خاص، مکانهای خاصی را روی پروتئین تشخیص میدهند و آن را میشکنند تا سیستمین آزاد شود. تنظیم این پروتئازها بسیار مهم است. اگر آنها بیش از حد فعال باشند، ممکن است سایر پروتئین های مهم گیاه را خرد کنند و اگر کمتر از حد فعال باشند، Systemin به مقدار کافی تولید نمی شود.
حالا بیایید در مورد نحوه انتشار سیستمین در گیاه صحبت کنیم. پس از انتشار، Systemin فقط نمی نشیند. برای ایجاد یک پاسخ دفاعی سیستمیک، باید به قسمت های دیگر گیاه سفر کند. این کار را با سوار شدن بر روی سیستم عروقی گیاه انجام می دهد. آبکش که مانند شاهراه گیاه برای انتقال مواد غذایی و سیگنال ها است، مسیر اصلی سیستمین است.
اما چگونه در وهله اول وارد آبکش می شود؟ حمل و نقل درگیر هستند. اینها پروتئین های خاصی هستند که می توانند Systemin را از غشای سلولی و داخل آبکش حرکت دهند. فعالیت این حمل و نقل ها نیز تنظیم شده است. برخی از عوامل محیطی مانند دما و رطوبت می توانند بر عملکرد این ناقل ها تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، اگر هوا خیلی گرم باشد، ممکن است انتقال دهنده ها به خوبی کار نکنند و Systemin به سرعت در کارخانه پخش نشود.
هنگامی که Systemin به سلول های مقصد خود می رسد، باید به گیرنده های خاصی متصل شود. این گیرنده ها مانند دربان سلول ها هستند. آنها Systemin را می شناسند و زنجیره ای از رویدادها را در داخل سلول شروع می کنند. به این مسیر انتقال سیگنال می گویند. اتصال Systemin به گیرنده آن باعث فعال شدن یک دسته کامل از کینازها می شود که آنزیم هایی هستند که می توانند گروه های فسفات را به پروتئین های دیگر اضافه کنند. این فرآیند فسفوریلاسیون باعث تغییر فعالیت این پروتئین ها می شود و می تواند منجر به فعال شدن ژن های دخیل در دفاع شود.
یکی از چیزهای بسیار جالب در مورد مقررات Systemin، حلقه بازخورد است. هنگامی که واکنش دفاعی آغاز شد، گیاه باید بداند چه زمانی آن را خاموش کند. اگر مکانیسم های دفاعی به طور مداوم روشن باشد، می تواند باعث هدر رفتن منابع گیاه شود. بنابراین، تنظیم کننده های منفی هستند که وارد بازی می شوند. اینها می توانند تولید Systemin، فعالیت مسیر انتقال سیگنال یا بیان ژن های مرتبط با دفاع را مهار کنند.
حال، بیایید یک انحراف سریع داشته باشیم و به برخی از پپتیدهای دیگر که در دنیای سیگنال دهی گیاهی مرتبط هستند اشاره کنیم.PTH (53 - 84) (انسانی)یک پپتید جالب است در حالی که عمدتاً با فیزیولوژی انسان مرتبط است، برخی تحقیقات به گفتگوی متقابل احتمالی بین مسیرهای سیگنالینگ پپتید گیاهی و حیوانی اشاره کرده اند. همینطور استTRH - پپتید تقویت کننده. ممکن است در بحث گیاهی نامناسب به نظر برسد، اما دنیای پپتیدها پر از شگفتی است. وپروتئین کیناز C (19 - 36)مهم است زیرا کینازها نقش بزرگی در مسیر انتقال سیگنال Systemin دارند.
پس چرا باید به این همه اهمیت بدهی؟ خوب، اگر شما در زمینه کشاورزی یا تحقیقات گیاهی هستید، درک نحوه تنظیم Systemin می تواند مزایای عمده ای داشته باشد. شما می توانید راه هایی برای تقویت مکانیسم های دفاعی طبیعی گیاه ایجاد کنید که به معنای نیاز کمتر به آفت کش های شیمیایی است. و این نه تنها برای محیط زیست بلکه برای نتیجه شما نیز مفید است.
اگر میخواهید برای نیازهای تحقیقاتی یا کشاورزی خود از Systemin با کیفیت بالا استفاده کنید، در تماس با آن درنگ نکنید. ما اینجا هستیم تا به شما در مورد تمام نیازهای مرتبط با Systemin شما کمک کنیم. چه یک محقق بزرگ و چه یک کشاورز در مقیاس کوچک باشید که به دنبال تقویت مقاومت محصول خود هستید، ما شما را تحت پوشش قرار داده ایم.
در نتیجه، تنظیم Systemin در گیاهان یک فرآیند جذاب و پیچیده است. از بیان ژن گرفته تا انتقال سیگنال و حلقه های بازخورد، هر مرحله به شدت کنترل می شود. و همانطور که به یادگیری بیشتر در مورد آن ادامه می دهیم، فرصت های جدیدی را برای بهبود سلامت گیاه باز می کنیم. بنابراین، بیایید به کاوش ادامه دهیم و ببینیم چه چیز دیگری می توانیم در مورد این پپتید شگفت انگیز کشف کنیم.
مراجع:
- رایان، کالیفرنیا (2000). مسیر سیگنالینگ سیستمین: فعال سازی افتراقی ژن های دفاعی گیاهی. Annual Review of Phytopathology، 38 (1)، 425 - 445.
- Schilmiller، AL، & Howe، GA (2005). Systemin: یک سیگنال متحرک برای دفاع از گیاهان. زیست شناسی فعلی، 15 (11)، R433 - R435.
- Wasternack، C.، & Hause، B. (2013). جاسمونات ها: بیوسنتز، ادراک، انتقال سیگنال و عمل در پاسخ به تنش گیاه، رشد و نمو. یک به روز رسانی Annals of Botany، 111(7)، 1021 - 1058.