مجرای آنیونی در گیاهان تکامل یافته (با بافت آوندی)
چکیده
مجرای آنیونی، در بافت های مختلف، انواع سلولی و غشای جلبک ها و گیاهان تکامل یافته به اثبات رسیده است، و شواهد فعلی، نقش محوری آن ها را در پیام رسانی سلولی، تنظیم اسمزی، تغذیه گیاه و سوخت و ساز (متابولیسم)، تایید می کنند. هدف از این مطالعه، نشان دادن عملکرد مجراهای آنیونی در سلول های گیاهی و بعضی از ویژگی های تنظیمی و کارکردهای فیزیولوژیکی آن ها است که این امر از طریق بررسی چند نمونه انتخابی انجام می گیرد. از طرف دیگر، اخیرا اطلاعاتی در مورد ساختار مولکولی مجراهای آنیونی گیاهان در حال آشکار شدن است. تنها تعداد محدودی از کدگذاری های ژنی برای مجراهای آنیونی گیاهان مفروض، از میان خانواده بزرگ مجراهای کلراید (CLC)، سوا شده اند، و اطلاعات مولکولی موجود در این CLC های گیاهی ارائه و مورد بحث قرار داده می شود. یک چالش بسیار مهم باقیست و آن، شناسایی رمزگردانی ژنی مجراهای مختلف آنیونی تاکنون توصیف شده در سلول های گیاهی است. چشم انداز آینده در طول این مسیر، و پیشرفت های اخیر مبتنی بر استفاده لاین سرکوب شده در مدل گیاه آرابیدوپسیس تالیانا برای توضیح و تبیین عملکردهای فیزیولوژیکی مجراهای آنیونی در گیاهان، به طور خلاصه شرح داده می شود.
مقدمه
در گیاهان بالاتر (تکامل یافته تر)، فرایند های حیاتی از جمله تغذیه مواد معدنی، متابولیسم کربن و نیتروژن، و به طور کلی رشد و گسترش، به شدت به جریان آب و ماده حل شده، در طول غشای پلاسمایی سلول ها، تونوپلاست و دیگر غشاهای درونی بستگی دارند. در میان سیستم های نقل و انتقال آورده شده در عملکردهای بنیادین سلولی مذکور، مجراهای یونی نشان دهنده یک دسته (رده) بزرگ با ویژگی های بسیار متنوع هستند. این پروتئین ها کمک می کنند تا جریان های غیرفعال یون ها، گرادیان (شیب)های الکترو شیمیایی خود را، کاهش دهند. در سلول های گیاهی مانند سلول های حیوانی، مجراهای یونی به واسطه تکمیل سه عملکرد اصلی فیزیولوژیکی، وجود دارند: تنظیم اسمزی سلولی، به علت قابلیت این مجراها برای قرارگرفتن در طول دوره های کوتاه و شبکه های بزرگ جریان های یونی، علامت دهی سلولی، با تقویت و انتشار سیگنال های الکتریکی یا انتقال پیک های ثانوی، مثل Ca2+، و کنترل پتانسیل غشایی. به علت تکنیک پچ-کلامپ (هم بست) (1) اطلاعات ما از مجراهای آنیونی گیاهان، طی 15 سال اخیر به سرعت در حال رشد است. مطالعات بر روی گونه های مختلف گیاهی و انواع گوناگون سلولی، آشکار کرده اند که تمامی غشاهای زیرسلولی که تاکنون مورد بررسی قرار گرفته اند (غشای پلاسمایی، غشاهای تونوپلاست، پلاستیدی (مربوط به اندامک سلولی DNA غیر هسته ای) و میتوکندری)، به انواع مختلفی از مجراها تجهیز می شوند که این مجراها انتخاب پذیری متفاوت و سازوکار تنظیمی ویژه ای را نشان می دهند (5-2).
Abstract
Anion channels are well documented in various tissues, cell types and membranes of algae and higher plants, and current evidence supports their central role in cell signaling, osmoregulation, plant nutrition and metabolism. It is the aim of this review to illustrate through a few selected examples the variety of anion channels operating in plant cells and some of their regulation properties and unique physiological functions. In contrast, information on the molecular structure of plant anion channels has only recently started to emerge. Only a few genes coding for putative plant anion channels from the large chloride channel (CLC) family have been isolated, and current molecular data on these plant CLCs are presented and discussed. A major challenge remains to identify the genes encoding the various anion channels described so far in plant cells. Future prospects along this line are briefly outlined, as well as recent advances based on the use of knockout mutants in the model plant Arabidopsis thaliana to explore the physiological functions of anion channels in planta.
1. Introduction
In higher plants, vital processes, such as mineral nutrition, carbon and nitrogen metabolism, and more generally growth and development strongly depend on solute and water £uxes across the cell plasma membrane, tonoplast and other endomembranes. Among the various transport systems involved in these basic cellular functions, ion channels represent a large class with highly diversi¢ed properties. These proteins facilitate passive £uxes of ions down their respective electrochemical gradients. In plant cells as in animal cells, ion channels are thought to ful¢l three main physiological functions: cell osmoregulation because of their ability to accommodate over short periods large net ion £uxes, cell signaling by ampli¢cation and propagation of electrical signals or transport of secondary messengers, such as Ca2+, and control of the membrane potential. Owing to the use of the patch-clamp technique [1], the knowledge on plant ion channels has been rapidly growing over the last 15 years. Studies on di¡erent plant species and various cell types have revealed that all subcellular membranes investigated so far (plasma membrane, tonoplast, plastidial and mitochondrial membranes) are equipped with a variety of channels exhibiting di¡erent ion selectivities and speci¢c regulation mechanisms [2-5].
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. تقسیم بندی آنیون در سلول های گیاهی
3. ویژگی های عملکردی، کارکردهای تنظیمی و سلولی مجراهای آنیونی گیاهان
1.3. تنظیم اسمزی و علامت دهی سلولی: مدل روزنه ای (دهانه ای)
2.3. تنظیم کشیدگی سلول در هیپوکوتیل
3.3. تغذیه معدنی و سازگاری با محیط در سلول های ریشه
4.3. علامت دهی با فاصله طولانی وساطت شده با پتانسیل فعالیت
4. ساختار مولکولی مجراهای آنیونی گیاه
1.4. خانواده CLC گیاهان
2.4. آیا CLC های گیاهی، مجراهای آنیونی عملکردی را رمزگذاری می کنند؟
3.4. خانواده های ژنی دیگر که ممکن است مجراهای آنیونی گیاه را رمزگذاری کنند
5. از توصیف ویژگی مولکولی و عملکردی مجراهای آنیونی تا کارکرد فیزیولوژیکی آن ها در گیاه
1.5. آرایه گسترده ای از انواع مجراهای آنیونی، انواع بزرگی از کارکردهای فیزیولوژیکی در سلول های گیاهی را به دست می دهد
2.5. فقط چند ژن برای مجراهای آنیونی گیاهان مفروض، جدا شده اند
3.5. رویکردهای ژنتیک معکوس، به نقش فیزیولوژیکی مجراهای آنیونی امکان خواهد داد تا در کاشت مورد بررسی قرار گیرند
Abstract
1. Introduction
2. Anion compartmentation in plant cells
3. Functional characteristics, regulation and cellular functions of plant anion channels
3.1. Cell signaling and osmoregulation : the stomatal model
3.2. Regulation of cell elongation in the hypocotyl
3.3. Mineral nutrition and adaptation to the environment in root cells
3.4. Long-distance signaling mediated by action potentials
3.5. Tonoplast anion channels as regulators of cell metabolism
4. Molecular structure of plant anion channels
4.1. The plant CLC family
4.2. Do plant CLCs encode functional anion channels?
4.3. Other gene families may encode plant anion channels
5. From the functional and molecular characterization of anion channels to their physiological functions in the plant
5.1. A wide array of anion channel types achieves a great variety of physiological functions in plant cells
5.2. Only a few genes coding for putative plant anion channels have been isolated
5.3. Reverse genetic approaches will permit the physiological role of anion channels to be explored in planta
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه