მცენარეებმა მზის B ულტრაიისფერი სხივებისგან (UV-B) თავდასაცავად (მცენარეთა მოვლა) უჯრედულ დონეზე გამოიმუშავეს ბიოქიმიური დაცვის იარაღი, რომლის დახმარებითაც შესაძლებელია სხივების იდენტიფიცირება. რამდენიმე წლის წინ ჟენევის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეძლეს აღმოაჩინათ UV-B რეცეპტორები. დღეისათვის ექსპერიმენტატორებს უკვე შეუძლიათ იმის დემონსტრირება, თუ როგორ უკავშირდება რეცეპტორი, რომელიც ერთხელ უკვე გააქტივდა UV-B სხივებით, უჯრედის ბირთვში შეკრებილ ცილებს, რათა წარმოიქმნას შესაბამისი რეაქცია გადარჩენისა და აკლიმატიზაციისთვის.

ფოტოზე წარმოდგენილია მუხლუხას ფოთლის უჯრედები UV გამოსხივებამე (მარცხნიც) და მის შემდგომ (მარჯვნივ): სადაც UVRB რეცეპტორები (მწვანე) აკუმულირდება უჯრედის ბირთვში. მუქი შეფერილობით წარმოდგენილია ბირთვის ნეკროზული არელი. ქლოროფილი წარმოდგენილია იისფერი შეფერვით ქლოროპლასტებში. ©Sylvian Loubery, UNIGE.

თითოეულ ფერს აქვს თავისი ფუნქცია. მცენარეების უპირატესობა კი, სწორედ, იმაში მდგომარეობს, რომ შეუძლიათ სხვადასხვა ტალღის სიგრძის მქონე სხივების ფიქსაცია სპეციალიზებული მოლეკულების დახმარებით. ქლოროფილი ითვისებს წითელ და ლურჯ სხივებს, რათა აწარმოოს შაქრები, როდესაც სპეციფიკური ფოტორეცეპტორები ადგენენ ტალღის სიგრძეს, რათა წარმოიქმნას სიგნალი თესლის გერმინაცისთვის. ყვავილობის დრო და მცენარის ორიენტაცია ასევე ურთიერთკავშირშია მზესთან. UV-B სხივებიც კი, რომლებიც პოტენციურად საზიანოა, გამოიყენება მცენარის ზრდისა და განვითარებაზე ზემოქმედებისთვის. ამ სხივების შეთვისება იცავს მცენარეებს - აცხადებს UNIGE-ის უნივერსიტეტის ბოტანიკისა და მცენარეთა ბიოლოგიის დეპარტამენტის პროფესორი რომან ულმი.

UV გამოსხივების ფიქსაცია

მკვლევრების გუნდი წლების განმავლობაში ცდილობდა UV-B ფოტორეცეპტორის იდენტიფიცირებას, რომელსაც UVR8 ეწოდა. UVR8-ის მიერ გამოსხივების ადსორბცია მოიცავს ფიზიოლოგიურ პასუხებს, რომლებიც მცენარეებს ეხმარება გადარჩენასა და აკლიმატიზაციაში. რეალურად, მცენარეები აწარმოებენ ფერმენტებს, რომლებიც აღადგენენ დნმ-ს მზისგან გამოწვეულ დაზიანებას, ასევე ანტიოქსიდანტები ანეიტრალებენ თავისუფალი რადიკალებს, რომლებსაც UV-ს ზემოქმედება წარმოქმნის. UV-B გამოსხივების მიერ ერთხელ გააქტივებული UVR8 რეცეპტორები აკუმულირდებიან უჯრედის ბირთვში და მონაწილეობენ კასკადურ ბიოქიმიურ რეაქციებში, რომელთა გაშიფვრასაც მკვლევრები წლების განმავლობაში ცდილობდნენ. UVR8 უკავშირდება ენზიმს - COP1, რაც აუცილებელია მცენარისთვის, რათა შეიქმნას დაცვა და მოდულირდეს ზრდა. თუმცა მკვლერები აღნიშნავენ, რომ ამდროისთვის მათ ჯერ კიდევ არ იციან ზუსტად, თუ რა როლს თამაშობს ეს ორი ცილა.

რეცეპტორების შეკება

როდესაც UVR8 ფოტორეცეპტორს ან ფერმენტ COP1-ს  ხელოვნურად აჩერებდნენ უჯრედების ციტოზოლში, მცენარის ზრდის პროცესში UV გამოსხივების მიმართ არ ფიქსირდებოდა ტოლერანტობა. ეს ორი ცილა აუცილებლად უნდა გადასულიყო უჯრედის ბირთვში, რათა გენებს საშუალება ჰქონოდათ საპასუხო რეაქციის წარმოქმნის. COP1 ფერმენტს, რომელიც აღნიშნული ორი განყოფილების მაკავშიებელს წარმოადგენდა, შეეძლო სწრაფად შეეკრიბა დიდი რაოდენობის რეცეპტორები ბირთვში, რაც წარმოქმნიდა ფიზიოლოგიურ პასუხს გაღიზიანების მიმართ.

ბლოგი მომზადებულია ჟენეივს უნივერსიტეის კვლევის მიხედვით.