تجمع پرولین و تنش اسمزی: مروری بر ژن P5CS در گیاهان

تجمع پرولین تحت تنش های اسمزی، یکی از پاسخ های مهم گیاهان به این شرایط است. پرولین یک اسمولایت سازگار است که بسیاری از جنبه های سلولی و مولکولی گیاه را در هر دو شرایط عادی و تنش زا، تحت تاثیر قرار می دهد. پرولین نشان داده شده است که در تکامل گیاه در شرایط عادی و در مقاوم ساختن آن تحت تنش های زنده و غیرزنده، دخیل است. بنابراین، تا کنون مطالعات متعددی به منظور آشکارسازی مکانیسم ها و مسیر سیگنال دهی پرولین انجام شده است، تا شاید بتواند به عنوان چشم اندازی برای حل چالش های رو به رشد کشاورزی، یعنی خشکی و شوری خاک، مد نظر قرار گیرد. آنزیم Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS)، به عنوان یکی از دو آنزیم اصلی در مسیر بیوسنتز پرولین از پیش ماده گلوتامات، نشان داده شده است که نقش چشمگیری در تجمع پرولین در گیاهان در شرایط تنش های کم آبی ایفا می کند. در مورد نقش P5CS تحت تنش اسمزی، مشاهدات بحث برانگیزی در گیاهان مختلف وجود دارد که باعث ایجاد ابهام در «محدودکننده» بودن آنزیم P5CS در این مسیر شده است. آنچه که آشکار است، ژن ترانس P5CS با بالابردن میزان پرولین، باعث افزایش مقاومت گیاهان تراریخت تحت شرایط خشکی و شوری می شود. در این مقاله ی مروری، پرولین و کارکردهای شناخته شده ی آن در گیاهان، مشخصه های آنزیم P5CS، سیگنال ها، محرک ها و بازدارنده های ژن P5CS و الگوی بیان آن تحت شرایط متفاوت در گونه های گیاهی مطالعه شده بحث گردیده است. در نهایت، خصوصیات گیاهان تراریخت تولیدشده با تشدید بیان ژن P5CS و نتایج این انتقال بررسی گردیده است.