ఎంజైమ్ ఇంజనీరింగ్
అందరికి ప్రవేశం

నైరూప్య

కరువు పరిస్థితులలో మొక్కలలో ఆక్సీకరణ ఒత్తిడి మరియు వివిధ ఎంజైమ్‌ల పాత్ర

లియోనోరా మన్సూర్ మాటోస్, సెల్సో లూయిజ్ మోరెట్టి

మొక్కల జీవక్రియపై కరువు ఒత్తిళ్ల ప్రభావాలు ప్రత్యక్షంగా లేదా ద్వితీయంగా ఉంటాయి. ఆక్సీకరణ ఒత్తిడి UV-కాంతి, వ్యాధికారక దాడి (హైపర్సెన్సిటివ్ రియాక్షన్), హెర్బిసైడ్ చర్య, ఆక్సిజన్ కొరత వంటి అనేక రకాల బయోటిక్ మరియు అబియోటిక్ ఒత్తిళ్ల ద్వారా ప్రేరేపించబడుతుంది. కరువు మరియు ఉప్పు ఒత్తిళ్లు సాధారణంగా హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ (H2O2) మరియు సూపర్ ఆక్సైడ్ (O2 ·–) వంటి ప్రతిచర్య ఆక్సిజన్ జాతుల (ROS) ఉత్పత్తికి దారితీస్తాయి, రెండూ ఇనుము-ఉత్ప్రేరక ఫెంటన్ ప్రతిచర్యతో సహా అనేక సెల్యులార్ ప్రతిచర్యలలో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. లిపోక్సిజనేసెస్, పెరాక్సిడేస్, NADPH ఆక్సిడేస్ మరియు క్శాంథైన్ ఆక్సిడేస్ వంటి వివిధ ఎంజైమ్‌లు. ఒత్తిడి పరిస్థితులలో ROS స్థాయిని నియంత్రించడానికి, మొక్కల కణజాలం ROS యొక్క ఎంజైమ్ స్కావెంజర్ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది. ఫ్రీ రాడికల్స్ ద్వారా దెబ్బతినే ప్రధాన సెల్యులార్ భాగాలు లిపిడ్లు (పొరలలో అసంతృప్త కొవ్వు ఆమ్లాల పెరాక్సిడేషన్), ప్రోటీన్లు మరియు ఎంజైమ్‌లు (డీనాటరేషన్), కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు. నీటి తగ్గింపు సమయంలో కిరణజన్య సంయోగక్రియ క్షీణత యొక్క డిగ్రీ మరియు వేగంపై ఆధారపడినందున, ఉప్పు/నీటి ఒత్తిడి మరియు తదుపరి రికవరీ సమయంలో ప్లాంట్ కార్బన్ బ్యాలెన్స్ అనేది కిరణజన్య సంయోగక్రియ పునరుద్ధరణ యొక్క వేగం మరియు డిగ్రీపై ఆధారపడి ఉంటుంది. నీరు మరియు ఉప్పు ఒత్తిడి యొక్క వివిధ తీవ్రతల తర్వాత కిరణజన్య సంయోగక్రియ పునరుద్ధరణకు శారీరక పరిమితుల గురించి ప్రస్తుత జ్ఞానం ఇప్పటికీ చాలా తక్కువగా ఉంది. కరువుకు గురైన మొక్కలలో ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్-ప్రొఫైలింగ్ అధ్యయనాలపై అందుబాటులో ఉన్న పెద్ద మొత్తంలో డేటా నుండి, మొక్కలు శారీరక మరియు జీవరసాయన మార్పులకు సమాంతరంగా జన్యు వ్యక్తీకరణను త్వరగా మార్చడం ద్వారా ఈ ఒత్తిళ్లను గ్రహించి వాటికి ప్రతిస్పందిస్తాయని స్పష్టమవుతోంది; ఇది తేలికపాటి నుండి మితమైన ఒత్తిడి పరిస్థితులలో కూడా సంభవిస్తుంది. ఉప్పు మరియు కరువు ఒత్తిడిని పోల్చిన ఇటీవలి సమగ్ర అధ్యయనం నుండి, రెండు ఒత్తిళ్లు కొన్ని కిరణజన్య సంయోగక్రియ జన్యువులను తగ్గించడానికి దారితీశాయని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది, చాలా మార్పులు చిన్నవిగా ఉండవచ్చు, ఇది తేలికపాటి ఒత్తిడిని ప్రతిబింబిస్తుంది. కరువు మరియు ఉప్పు ఒత్తిడి మానవజాతికి ముఖ్యమైన సవాళ్లు. జన్యు మరియు ఎంజైమ్ ఇంజనీరింగ్ అనే విభిన్న వ్యూహాల వినియోగం అనుబంధిత ఆక్సీకరణ ఒత్తిళ్లను తగ్గించడానికి దోహదం చేస్తుంది. నిర్దిష్ట ప్రోటీన్లు మరియు ఎంజైమ్‌ల కోసం జన్యువుల ఎన్‌కోడింగ్ వ్యక్తీకరణను నియంత్రించడం వల్ల కరువు మరియు ఉప్పు సహనం ఏర్పడుతుంది. చెరకు, సోయాబీన్ మరియు గోధుమ వంటి వివిధ పంటల జన్యురూపాలు ఇప్పటికే కరువును తట్టుకోగలిగేలా రూపొందించబడ్డాయి. గోధుమ జన్యురూపాలు యాంటీఆక్సిడెంట్ ఎంజైమ్‌లలో అలాగే కార్బన్ జీవక్రియతో సంబంధం ఉన్న ఎంజైమ్‌లలో మార్పులను చూపించాయి. ఆహారం, శక్తి మరియు పర్యావరణానికి సంబంధించిన భూమి యొక్క భవిష్యత్తు సమస్యలను తగ్గించడానికి ఈ ముఖ్యమైన వ్యూహాలు చాలా ముఖ్యమైన సాధనంగా ఉంటాయి. ప్రస్తుత సమీక్ష కరువు మరియు ఉప్పు పరిస్థితులతో సంబంధం ఉన్న ఆక్సీకరణ ఒత్తిళ్లపై దృష్టి పెడుతుంది, అటువంటి అడ్డంకులలో ఉన్న జీవక్రియలను పరిష్కరించడం.