Hvordan nitrogenfikserende bakterier fornemmer jern

Jern-responsive regulatorer (Irr): Irr-proteiner er transkriptionelle regulatorer, der kontrollerer ekspressionen af ​​gener, der er involveret i jernoptagelse og udnyttelse. Når jernniveauet er lavt, binder Irr-proteiner sig til specifikke DNA-sekvenser og aktiverer transskriptionen af ​​disse gener.

Pels (jernoptagelsesregulator): Pels er en transkriptionel repressor, der kontrollerer ekspressionen af ​​gener involveret i jernoptagelse og udnyttelse. Når jernniveauerne er høje, binder Fur til specifikke DNA-sekvenser og undertrykker transskriptionen af ​​disse gener.

Siderophores: Sideroforer er små molekyler, der produceres af bakterier for at chelatere og transportere jern. Sideroforer udskilles i miljøet, hvor de binder sig til jern og danner komplekser, som kan optages af bakterierne.

Fe-S-klynger: Fe-S klynger er små jern-svovl cofaktorer, der er essentielle for aktiviteten af ​​mange enzymer. Når jernniveauet er lavt, nedsættes syntesen af ​​Fe-S-klynger, hvilket kan føre til hæmning af enzymer, der kræver disse cofaktorer.

Hem: Hæm er et jernholdigt porphyrin, der er essentielt for aktiviteten af ​​mange enzymer, herunder cytochromer og peroxidaser. Når jernniveauet er lavt, nedsættes syntesen af ​​hæm, hvilket kan føre til hæmning af enzymer, der kræver denne cofaktor.

ROS (reaktive oxygenarter): Jern kan også mærkes af bakterier gennem produktionen af ​​reaktive oxygenarter (ROS). ROS produceres af Fenton-reaktionen, som opstår, når jern reagerer med hydrogenperoxid. ROS kan beskadige DNA, proteiner og lipider og kan føre til celledød. Bakterier kan bruge produktionen af ​​ROS til at fornemme jernniveauer og regulere ekspressionen af ​​gener involveret i jernoptagelse og udnyttelse.

Dette er blot nogle få af de mekanismer, som nitrogenfikserende bakterier bruger til at fornemme jern. Ved at registrere jernniveauer kan bakterier regulere ekspressionen af ​​gener, der er involveret i jernoptagelse og udnyttelse, og sikre, at de har tilstrækkeligt med jern til at opfylde deres metaboliske behov.