مسير سيگنال دهي ROS و نقش آن در تنش هاي محيطي

ROS Signaling Pathway and Its Role in Environmental Stresses

از آن جا كه گياهان موجودات ساكني هستند و توانايي فرار از تنش هاي زنده و غيرزنده را ندارند به شبكه سيگنال دهي منظمي در تنظيم فرايندهاي سلولي و هموستازي نياز دارند. گونه هاي اكسيژن فعال (ROSها) مولكول هاي سمي هستند كه توانايي واكنش با مولكول هاي حياتي از نوع پروتيين ها، اسيدهاي نوكلييك، ليپيدها و كربوهيدارات ها را داشته و سبب آسيب به آن ها مي شوند. ROSها با ويژگي هاي منحصر به فرد خود مي توانند به عنوان سيگنال هاي مولكولي عمل كرده و در پاسخ هاي گياهي نقش ايفا كنند. در گياهان نقش سيگنال دهي ROSها و حفاظت سلول ها از اثرات سمي آن ها، به ترتيب نياز به شبكه تنظيمي و سيستم هاي دفاعي داشته تا آن جا كه ميزان پاسخ هر يك از اين عوامل درجه تحمل گياه به تنش هاي محيطي را نشان مي دهد. ROSها در اندامك هاي مختلف نظير كلروپلاست، ميتوكندري، پراكسي زوم و فضاي آپوپلاستي توليد مي شوند و ميزان آن ها به وسيله مكانسيم هاي سميت زدايي مختلف تنظيم مي شود. ROSها در مسيرهاي سيگنال دهي مختلفي نظير پروتنين كيناز (MAPK) و كلسيم مشاركت داشته و با اكسيدكردن پروتيين هاي خاص و تاثير بر عوامل رونويسي سبب تغيير الگوي بيان ژن در پاسخ به تنش ها مي شوند. در اين بررسي مسير سيگنال دهي، مكانيسم هاي توليد، فعاليت و تخريب ROS و تاثير آنها بر فرايندهاي سلولي نظير گلوتاتيونه شدن و تاخوردگي پروتيين ها در شرايط تنش مورد بازبيني قرار مي گيرد.

Since plants are living organisms and cannot escape from biotic and abiotic stresses, they require a regular signaling network for regulation of cellular processes and homeostasis. Reactive oxygen species (ROS) are toxic molecules that can react with vital molecules such as proteins, nucleic acids, lipids, and carbohydrates and cause damage to them. ROS with their unique properties can act as signal molecules that play a role in plant responses. In plants, the signaling role of ROS and cell protection from their toxic effects require a regulatory network and defense systems respectively so that the amount of these factors determine the degree of tolerance. ROS is produced in different organelles like chloroplast, mitochondria, peroxisomes and apoplastic space. The levels of them are regulated by different detoxification mechanisms. ROS is involved in different signaling pathways like MAPK and calcium, and change gene expression patterns in order to respond to stress via specific protein oxidation and affecting transcription factors. In this review, signaling pathway, production, function, and degradation mechanisms of ROS and the effect of ROSs on cell processes like glutathionylation and protein folding under stress conditions are described.