Calcium signaling in Arabidopsis
ಅರಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ನಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ ಎಂಬುದು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆಯ ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದ್ದು, ಅರಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ ಸಸ್ಯಗಳು ಪ್ರಚೋದನೆಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ, Ca2 + ದೀರ್ಘ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಸಂವಹನ ಅಯಾನುಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಸ್ಯದಾದ್ಯಂತ ತ್ವರಿತ ಸಂವಹನಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಗ್ಲುಕೋಸ್ ಮತ್ತು ಸುಕ್ರೋಸ್ನಂತಹ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಪ್ರಚೋದನೆಯ ನಂತರ ಕೆಲವು ನಿಮಿಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಜೀನ್ ಪ್ರತಿಲೇಖನವು ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಹಾರ್ಮೋನುಗಳು, ಪೆಪ್ಟೈಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಆರ್. ಎನ್. ಎ. ಗಳು ನಾಳೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೂಲಕ ಗಾಯಗಳಿಗೆ ಸಸ್ಯಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ವೇಗವಾದ ಸಂಕೇತ ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿ Ca2 + ಒಳಗೊಂಡಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹತ್ತಿರದ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಸಂವಹನದ ಬದಲು, Ca2 + ಸಸ್ಯದಾದ್ಯಂತ ತ್ವರಿತ ಸಾಗಣೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ನಾಳೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಳಗೆ ಸಾಮೂಹಿಕ ಹರಿವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಸೈಲೆಮ್ ಮತ್ತು ಫ್ಲೋಯೆಮ್ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುವ Ca2 + ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ "ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಿಗ್ನೇಚರ್" ಗ್ರಾಹಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅವು ಸಂಕೇತವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ರಕ್ಷಣಾ ವಂಶವಾಹಿಗಳ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಿಗ್ನೇಚರ್ಗಳು ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಬಗೆಗಿನ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಸ್ಯದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಗಾಯ/ಹಾನಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಪ್ರಚೋದನೆಗಳು ಅರಾಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ ಸಸ್ಯದೊಳಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಸಸ್ಯಕ್ಕೆ ಗಾಯ ಅಥವಾ ಹಾನಿಯು ಗಾಯ-ಸಕ್ರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (ಡಬ್ಲ್ಯು. ಎ. ಎಸ್. ಪಿ) ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಹಾನಿಯಾಗದ ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಸಂದೇಶವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಗಾಯದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮೆಂಬರೇನ್ ಡಿಪೋಲರೈಸೇಶನ್, H + ಮತ್ತು Ca2 + ಎಫ್ಲಕ್ಸ್ ಮತ್ತು K + ಒಳಹರಿವಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಕ್ಷನ್ ಪೊಟೆನ್ಶಿಯಲ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು Ca2 + ಸೈಟೋಸೊಲಿಕ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಫ್ಲೋಯೆಮ್ಗೆ ಕಳುಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ ಹರಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಸಸ್ಯವು ಗ್ರಹಿಸುವ ವಿವಿಧ ಪ್ರಚೋದನೆಗಳ ಕಾರಣ, ಅಜೈವಿಕ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಒತ್ತಡವು ವಿವಿಧ ವೈಶಾಲ್ಯಗಳು, ಅವಧಿಗಳು, ಆವರ್ತನಗಳು ಮತ್ತು Ca2 + ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಸ್ಥಳೀಕರಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ "ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಿಗ್ನೇಚರ್ಗಳು" ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಸ್ವರೂಪದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ಸಿಗ್ನೇಚರ್ಗಳನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ಸಂವೇದಕ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ. ಸಸ್ಯಾಹಾರವು ಅಜೈವಿಕ ಒತ್ತಡಕಾರಿಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಸಿಎ2 + ಅನ್ನು ಜೆಎವಿ1 ಅನ್ನು ಫಾಸ್ಫೊರಿಲೇಟ್ ಮಾಡುವ ನಿಯಂತ್ರಕ ಯುಬಿಕ್ವಿಟಿನ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಕ್ಯಾಲ್ಮೋಡುಲಿನ್ ಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಇದು ಜೆ. ಎ. ವಿ. 1 ಅನ್ನು ಸರ್ವತ್ರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಜೆ. ಎ. ಯ ಜೈವಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ತಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಜೆ. ಎ. ಹಾರ್ಮೋನ್ನ ತ್ವರಿತ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚಳವು ಸಸ್ಯಾಹಾರದ ವಿರುದ್ಧ ಜೆಎ ಪ್ರಚೋದಕ ರಕ್ಷಣಾ ವಂಶವಾಹಿಗಳನ್ನು ನಕಲು ಮಾಡಲು ರಕ್ಷಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಡಬ್ಲ್ಯುಎಎಸ್ಪಿಗಳು, ಸಿಎ2 + ಮತ್ತು ಜೆಎಯಂತಹ ಹಾರ್ಮೋನುಗಳ ಸಂಕೇತಗಳ ಮೂಲಕ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಸಸ್ಯದಾದ್ಯಂತ ಹಾನಿಗೊಳಗಾಗದ ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಶೀತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಅರಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ ಸಸ್ಯವು ತಂಪಾದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಒಳಗಾದಾಗ, ಅದು ತಂಪಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಜೀನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ. ಶೀತ ವಂಶವಾಹಿಗಳನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲು, ಸಸ್ಯಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಇರುವ COLD1 ಗ್ರಾಹಕಗಳು ತಂಪಾದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು Ca2 + ವಾಹಿನಿಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ, ಈ ವಾಹಿನಿಗಳಲ್ಲಿ ಎಂಸಿಎ1, ಎಂಸಿಎ2 ಮತ್ತು ಇತರ ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಾಹಿನಿಗಳು ಸೇರಿವೆ. Ca2 + ವಾಹಿನಿಗಳ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯು Ca2 + ಜೀವಕೋಶದೊಳಗೆ ಚಲಿಸಲು ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶದ Ca2 + ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶದೊಳಗಿನ Ca2 + ನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಅವಧಿಯನ್ನು ಸಸ್ಯಗಳು ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಶೀತದ ಅವಧಿಯ ತೀವ್ರತೆ ಮತ್ತು ಉದ್ದದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿದ Ca2 + ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Ca2 + ಅವಲಂಬಿತ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಕೈನೇಸ್ (CPK ಗಳು) ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು Ca2 + ಅನ್ನು ಎರಡನೇ ಸಂದೇಶವಾಹಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿದ Ca2 + ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Ca2 + ಸಹ ಸಿ. ಆರ್. ಎಲ್. ಕೆ ಮತ್ತು ಎ. ಟಿ. ಎಸ್. ಆರ್1/ಸಿಎಎಂ. ಟಿ. ಎ3ಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಮೋಡುಲಿನ್ಗೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಆರ್ಎಲ್ಕೆಯ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯು ಎಂಎಪಿಕೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಅನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಂಎಪಿಕೆ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಐಸಿಇ1 ಅವನತಿಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ಸಂಕೇತಿಸುತ್ತದೆಃ ಐಸಿಇ1 ಸಿಬಿಎಫ್/ಡಿಆರ್ಇಬಿ ವಂಶವಾಹಿಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುವ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ಅಂಶವನ್ನು ಸಂಕೇತಿಸುತ್ತದೆ. ಎಟಿಎಸ್ಆರ್1 ಸಹ ಸಿಬಿಎಫ್ನ ಪ್ರವರ್ತಕ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಬಿಎಫ್ ಜೀನ್ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಬಿಎಫ್ ಮತ್ತು ಡಿಆರ್ಇಬಿ ಪ್ರತಿಲೇಖನ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ನಂತರ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶೀತ ಪ್ರೇರಿತ ಜೀನ್ಗಳಾದ ಡಿಆರ್ಇ ಮತ್ತು ಸಿಆರ್ಟಿಗಳ ಪ್ರವರ್ತಕರಿಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶೀತ ಪ್ರೇರಿತ ವಂಶವಾಹಿಗಳ ಪ್ರವರ್ತಕ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಬಂಧಿಸುವಿಕೆಯು ಶೀತ ವಂಶವಾಹಿಗಳ ಪ್ರತಿಲೇಖನದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅರಾಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ ಸಸ್ಯವು ಶೀತಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಒಗ್ಗಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ Ca2 + ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಮತ್ತು ತಂಪಾದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ತಂಪಾದ ವಂಶವಾಹಿಗಳ ಪ್ರತಿಲೇಖನವು ಸಸ್ಯಗಳ ಬದುಕುಳಿಯುವಿಕೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಅರೇಬಿಡೋಪ್ಸಿಸ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಸಿಗ್ನಲಿಂಗ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಚಾನೆಲ್ಗಳು ಅಯಾನುಗಳ ಉತ್ತೇಜಕಗಳು