Bitki Gelişimini Etkileyen İki Yeni Protein Keşfedildi

Texas A&M AgriLife Research araştırmacılarına göre; iki yeni proteinin keşfedilmesi bitki gelişimini düzenlemede ve kuraklık gibi ekin streslerine direnç gösterebilme konusunda daha iyi yollara öncülük edebilir ve bu sebepten tarımsal üretkenliği arttırabilir.

RICE1 ve RICE2 olarak adlandırılan bu iki protein, Collge Station’daki AgriLife Research biyokimyageri Dr. Xiuren Zhang’in çalışması baz alınarak, eLife dergisinin Mayıs ayı sayısında açıklandı.

Zhang, DNA’nın bir vücut inşa etmesi için gereken bütün bilgiyi içerdiğini ve RNA moleküllerinin bu bilgiyi, kullanılacağı hücrelere götürdüğünü açıkladı.

Fakat hücreler kendi RNA’larını üretirler ve gerektiği kadarını hakkıyla geliştirip, kendi çevrelerine düzgün bir şekilde yanıt verirler. Yani bitkiler microRNA veya miRNA olarak bilinen ve fazla RNA’yı uzaklaştıran ve protein üretmesini durduran daha da küçük molekülleri üretirler. Bu sürece RNA susturma denir.

Susturma kavramını anlamak önemlidir çünkü araştırmacılar bitkinin büyümesi için engellerin üstesinden gelmeye yardımcı olan bir teknik kullanabilirler veya RNA miktarını değiştirerek olumsuz ortamlarla başa çıkma becerilerini geliştirirler.

‘’microRNA ve AGO isimli enzimleri içeren RISC (RNA kaynaklı Susturucu Kompleks),RNA susturmada önemli bir anahtar rolü üstlenen çok bileşenli bir komplekstir.’’ diyor Zhang. ‘’microRNA, ikiz olarak başlar, fakat ikizlerden bir tanesi AGO proteini içeri girince bırakır ve yok olur.’’

microRNA, kendi RNA hedefini susturma için tespit ettiği zaman, AGO’lar RNA’yı, 5-prime ve 3-prime bölünme parçaları olarak bilinen iki parçaya böler.

‘’Bu parçalar, basitçe RNA moleküllerinin başlangıç ve bitiş kısımlarıdır. Fakat iki sonuç parçası hızlıca temizlenmelidir ki, RISC sıradaki hedefine doğru ilerleyebilsin.’’ diyor.

Zhang bu durumu: ‘’Bu, restoranda iş çıkış saatindeyken yemek yemeye benzer.’’ diyerek açıklıyor. ‘’Çabucak yiyip mekanı terk ediyorsunuz, ve garson masayı temizleyip, bir sonraki müşteri için hazır hale getiriyor.’’

Araştırmacılar, 3-prime bölünme parçalarının nasıl kaldırıldığını bildiklerini, ancak 5-prime bölünme parçalarının nasıl ele alındığını daha az açıkladılar.

‘’Bilinen şey, 5-prime bölünme parçalarının üridin isimli bir kimyasalla belirtildiğiydi.’’diyor Zhang. ‘’Bir şekilde üridin, miRNA’yı taşıyan RISC’e bu parçalanmanın yok edilmesini söylüyor.’’

Güçlü bir biyokimyasal yaklaşım olan proteomik analizi kullanarak, Zhang ve meslektaşları, araştırmada sıkça kullanılan bir model bitki olan arabidopsis’de bir tür RISC’nin bileşenlerini deşifre etti. RICE veya RISC-Etkileşim Temizleyici Ekzoribonükleaz proteinlerini buldular.

RICE proteinlerinin biyokimyasal özelliklerinin daha fazla çalışılması, RNA’yı indirgeyen enzimler olduğunu gösterdi. College Station’daki AgriLife Research biyokimyageri Dr. Pingwei Li, kristalografi kullanarak, RICE1’in altı özdeş moleküle sahip halka benzeri bir şekle sahip olduğunu bulmuştur.

Li, “Halka şeklindeki yapı çok önemlidir çünkü halka şekli bozulursa protein hayatta kalamaz.” dedi. Bu, bitkinin gelişimi sırasında sorunlara yol açacaktır.

Zhang ve meslektaşları daha sonra RICE1’in şeklini analiz etti ve iki RICE molekülünün bitişik bölgesindeki gizli RNA parçalarını parçalamaktan sorumlu olan ‘aktif’ bölgesini belirledi.

“Bu aktif bölgeler engellendiğinde, mikroRNA seviyeleri düşüktü, ancak üridin ile işaretlenmiş 5-prime bölünme fragmanları yüksekti” dedi. “Ayrıca, RISC kompleksi düzgün çalışamadı, bu da bitki büyümesi ve gelişimi sırasında sorunlara neden oldu.”

Bu sonuçlar, RICE proteinlerinin RİSC’yi canlı tutmak için uridin ile değiştirilmiş 5-prime bölünme fragmanlarını indirgediğini göstermektedir.

RICE proteinleri, bitkilerde ve hayvanlarda benzer, çünkü Zhang, insanlardaki karşılıklarının bitki proteinlerine benzer bir role sahip olabileceğini ve dolayısıyla insan vücudunda gelişme için önemli olduğunu söyledi.

Zhang, bir sonraki zorluğun RICE proteinlerinin daha ayrıntılı olarak nasıl çalıştıklarını araştırmak olacağını ve bunun RISC’nin etkinliğini ve biyomekanik uygulamalarda stres toleransını artırmak için mikroRNA seviyelerini manipüle etmenin yeni yollarına yol açabileceğini keşfetti.

Kaynak: sciencedaily.com

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.