Hvordan plantesensorer registrerer patogener

Planter har udviklet sofistikerede mekanismer til at opdage patogener og montere immunresponser for at beskytte sig selv mod infektioner. Disse mekanismer involverer forskellige typer plantesensorer, der kan genkende specifikke molekyler forbundet med patogener, kendt som patogen-associerede molekylære mønstre (PAMP'er). Her er en oversigt over, hvordan plantesensorer registrerer patogener:

1. Mønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er):

- PRR'er er proteiner placeret på overfladen af ​​planteceller eller i cytoplasmaet, som direkte kan genkende PAMP'er.

- Forskellige PRR'er er ansvarlige for påvisning af specifikke PAMP'er, såsom flagellin (en proteinkomponent i bakteriel flagella), lipopolysaccharider (komponenter af bakteriemembraner) eller kitin (en komponent af svampecellevægge).

- Når en PRR binder til dets beslægtede PAMP, udløser det nedstrøms immunresponser.

2. Receptorlignende kinaser (RLK'er) og receptorlignende proteiner (RLP'er):

- RLK'er og RLP'er er transmembrane proteiner med et ekstracellulært domæne, der kan binde til PAMP'er, og et intracellulært kinasedomæne, der initierer signaleringskaskader.

- Ved PAMP-genkendelse gennemgår RLK'er og RLP'er konformationelle ændringer, hvilket fører til aktivering af deres kinasedomæner.

- Denne aktivering udløser nedstrøms signalveje, der resulterer i immunresponser.

3. Nukleotid-bindende leucin-rige gentagelsesproteiner (NLR):

- NLR-proteiner er cytoplasmatiske receptorer, der spiller en afgørende rolle ved påvisning af intracellulære patogener.

- NLR'er indeholder et konserveret nukleotidbindende domæne (NB) og et leucinrigt gentagelsesdomæne (LRR).

- LRR-domænet er ansvarligt for at genkende PAMP'er eller patogeneffektorer (molekyler udskilt af patogener for at undertrykke planteforsvar).

- Ved PAMP-genkendelse gennemgår NLR'er konformationelle ændringer og oligomeriseres, hvilket fører til aktivering af immunresponser.

4. Calcium-afhængige proteinkinaser (CDPK'er):

- CDPK'er er calciumbindende proteiner, der fungerer som sensorer for ændringer i cytosoliske calciumniveauer.

- Patogeninfektion udløser ofte en stigning i cytosolisk calciumkoncentration.

- CDPK'er fornemmer denne calciumtilstrømning og igangsætter forskellige forsvarsreaktioner, herunder produktion af reaktive oxygenarter (ROS) og aktivering af forsvarsrelaterede gener.

5. Mitogen-aktiveret proteinkinase (MAPK) kaskader:

- MAPK-kaskader er signalveje, der involverer en række proteinkinaser, der sekventielt phosphorylerer hinanden.

- Mange plantesensorer, inklusive PRR'er, RLK'er, RLP'er og NLR'er, kan aktivere MAPK-kaskader.

- MAPK-kaskader forstærker det indledende signal fra sensoren og sender det til nedstrøms mål, hvilket fører til aktivering af forsvarsreaktioner.

Disse plantesensorer arbejder på en koordineret måde for at detektere en lang række patogener og udløse passende immunresponser. Påvisningen af ​​patogener med disse sensorer er afgørende for, at planter kan etablere effektive forsvarsmekanismer og bevare deres sundhed og overlevelse i lyset af patogenudfordringer.