Deniz yosununda azot bağlayan organel
Nitroplast, azot bağlama (nitrojen fiksasyonu) yeteneğine sahip bir organeldir ve bu organel, endosimbiyoz yoluyla türemiştir. Nitroplastlar, azot gazını (N2) biyolojik olarak kullanılabilir amonyağa dönüştürme yeteneği gösteren mikroorganizmalarla, özellikle siyanobakterilerle simbiyotik bir ilişki kurarak gelişmiş organellerdir. Bu organeller, tıpkı kloroplastlar ve mitokondriler gibi, belirli hücresel işlevleri yerine getiren özel yapılar olarak hücrelerde bulunurlar. Nitroplastlar, deniz yosunları gibi bazı ökaryotlarda, siyanobakterilerle olan simbiyotik ilişkileri sayesinde, bu mikropların azot fiksasyonu yaparak hücreye azot sağlamasına olanak tanır. Bu süreç, ekosistemlerde önemli bir rol oynar çünkü azot, bitkiler ve diğer organizmalar için hayati bir besin maddesidir.
Azot bağlayan mikroplarla büyümek için azota ihtiyaç duyan karbon bağlayan ökaryotlar arasında birçok simbiyotik ilişki kurulmuştur. Endosimbiyoz yoluyla gelişen ve "nitroplast" adı verilen azot bağlayan organellere sahip ökaryotların varlığı, bilim insanları arasında tartışılmaktadır. Coale ve arkadaşları, bir deniz yosununun siyanobakteriyel endosimbiyontunu inceledi ve yumuşak X-ışını tomografisi kullanarak hücre morfolojisi ve bölünmesini gözlemledi. Endosimbiyontun plastidler ve mitokondrilerle benzer şekilde düzenli bir şekilde bölündüğünü ve koordineli bir hücre döngüsüne sahip olduğunu buldular. Proteom analizleri, bu yapının proteinlerinin çoğunun yosunun genomu tarafından kodlandığını ve bu proteinlerin biosentez, hücre büyümesi ve bölünmesi için önemli işlevlere sahip olduğunu ortaya koymuştur. Bu bulgular, endosimbiyonttan gerçek bir organelleye geçişi anlamamıza yeni bir bakış açısı sunmaktadır.
Simbiyotik ilişkiler, ökaryotlarda karbon ve enerji metabolizmasını düzenleyen kloroplast ve mitokondri organellerinin evriminde kritik bir rol oynamıştır. Biyolojik azot fiksasyonu, atmosferde bol bulunan azot gazının (N2) biyolojik olarak kullanılabilir amonyağa dönüştürülmesi işlemidir ve bu süreç yalnızca prokaryotlar tarafından yapılabilir. Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A), denizsel bir tek hücreli yosununun endosimbiyontu olarak bilinen, metabolik olarak sadeleşmiş bir N2-fiksasyon siyanobakterisidir. Bu çalışmada, UCYN-A'nın yosun hücre yapısına ve organel bölünmesine sıkı bir şekilde entegre olduğunu ve yosun genomu tarafından kodlanan proteinleri ithal ettiğini gösterdik. Bu özellikler, UCYN-A'nın endosimbiyozdan evrilerek, erken evrimsel bir aşama olan N2-fiksasyon organeli, yani "nitroplast" olarak işlev gördüğünü ortaya koymaktadır.
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk1075
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder