Bitkilerde poliaminler: Genel bir bakış

Abstract

This article presents an overview of the role of polyamines (PAs) in plant growth and developmental processes. The PAs, putrescine, spermidine and spermine are low molecular weight cations present in all living organisms. PAs and their biosynthetic enzymes have been implicated in a wide range of metabolic processes in plants, ranging from cell division and organogenesis to protection against stress. Because the PA pathway has now been molecularly and biochemically elucidated, it is amenable to modulation by genetic approaches. Genes for several key biosynthetic enzymes namely, arginine decarboxylase, ornithine decarboxylase and S-adenosyl methionine decarboxylase have been cloned from different plant species, and antibodies to some genes are now available. Both over-expressed and antisense transgenic approaches to PA biosynthetic genes have provided further evidence that PAs are required for plant growth and development. However, molecular mechanisms underlying PA effects on these processes remain unclear. Analysis of gene expression by using DNA microarray genomic techniques should help determine the precise role of these compounds. The potential of proteomics to unravel the role of PAs in particular cellular processes has also been examined. The extensive use of the two-hybrid system and other proteomic approaches will provide new insights into the role of PAs in signal transduction. Furthermore, there is evidence that proteomics provides an excellent tool for determining supramolecular organizations of PA metabolic enzymes which may help in understanding homeostatic control of this metabolic pathway.

Özet

Bu makalede poliaminlerin (PA) bitki büyüme ve gelişme olaylarındaki rolüne genel bir bakış yapılmaktadır. PA ler putresin, spermidin ve spermin, düşük molekül ağırlıklı ve tüm canlı organizmalarda mevcut olan maddelerdir. PA lerin ve bunların biyosentetik enzimlerinin bitkileri strese karşı korumaya yönelik olarak hücre bölünmesinden organogeneze kadar değişen geniş bir metabolik olaylar zincirinde yer aldığı ortaya konmuştur. Günümüzde PA yolu moleküler ve biyokimyasal yönden açıklığa kavuştuğu için genetik yaklaşımlarla düzenlenmeye uygundur. Çeşitli anahtar biyosentez enzimleri, arginin dekarboksilaz, ornitin dekarboksilaz ve S-adenozil metiyonin dekarboksilazın genleri farklı bitki türlerinde klonlanmıştır ve günümüzde bazı genlerin antikorlarını elde etmek mümkündür. PA biyosentezi genlerine hem over-ekspres ve hem de antisens transgenik yaklaşımlar PA lerin bitki büyüme gelişmesi için gerekliliğini daha da ortaya koymufltur. Bununla birlikte bu olaylardaki PA etkilerinin moleküler mekanizması hala açıklığa kavuşmamıştır. DNA mikroarray genom teknikleri kullanılarak yapılan gen ekspresyon analizleri bu bilefliklerin rollerini kesin olarak belirlemeye yardımcı olacaktır. PA lerin özellikle hücresel olaylardaki rolünü ortaya koymaya yönelik olarak proteomiğin potansiyeli de araştırılmıştır. İki-hibrit sistemi ve diğer proteomik yaklaşımların yoğun kullanımı, PA lerin sinyal iletimindeki rolüne yeni bir bakış açısı getirecektir. Bundan başka proteomiğin, PA metabolik yolunun homeostatik kontrolünü anlamaya yardımcı olabilecek, PA metabolizma enzimlerinin supramoleküler organizasyonunun belirlenmesinde çok önemli bir araç olduğu konusunda veriler mevcuttur.