Podwójna rola H_2O_2 w odpowiedzi roślin na działanie warunków stresowych

Abstrakt

W warunkach działania stresów abiotycznych i biotycznych, u roślin dochodzi do wzrostu poziomu syntezy ROS. Ten przejściowy stan kumulacji ROS w komórkach roślinnych, wywołany działaniem czynników stresowych, nazywany jest wtórnym stresem oksydacyjnym. W efekcie wystąpienia wtórnego stresu oksydacyjnego, na wskutek wysokiej reaktywności H2O2, w komórkach roślinnych powstają dwa rodzaje odpowiedzi na działanie czynników stresowych. Pierwsza, polega na kumulacji chemicznie zmienionych i tym samym biologicznie nieaktywnych biomolekuł, co powoduje zaburzenia przebiegu procesów metabolicznych i może prowadzić do nekrozy. Druga, związana jest ze zmianami wewnątrzkomórkowego potencjału redoks i polega na zmianie aktywności występujących w komórce białek oraz profilu ekspresji genów, co prowadzi do aktywacji procesów aklimatyzacyjnych i obronnych. Do zmian profilu ekspresji genów wywołanych wysoką reaktywnością H2O2/zmianą wewnątrzkomórkowego potencjału redoks może dochodzić na wskutek: aktywacji lub modyfikacji przebiegu szlaków transdukcji sygnałów, aktywacji ekspresji czynników transkrypcyjnych biorących udział w procesach ekspresji białek aktywnych w procesach aklimatyzacyjnych/obronnych, bezpośredniej aktywacji obecnych w komórkach, nieaktywnych form czynników transkrypcyjnych białek aktywnych w procesach aklimatyzacyjnych/obronnych jak również poprzez tzw. cross-talk pomiędzy różnymi szlakami transdukcji sygnałów. Tym samym, kumulacja H2O2 w komórkach roślinnych, w warunkach działania czynników stresowych, z jednej strony powoduje niekorzystne zaburzenia przebiegu procesów metabolicznych, a z drugiej strony korzystne zmiany metaboliczne pozwalające roślinie dostosować przebieg metabolizmu do aktualnie panujących warunków środowiskowych.