Kaliforniya Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, ilk kez küçük moleküllerin tek bir bitki hücresini büyük bir ağaca dönüştürdüğünü gösterdi.
Bilim insanları yüzyıl öncesine kadar tüm bitkilerin büyümeleri için oksin molekülüne (bitkilerde büyüme ve gelişmeyi etkileyen en önemli hormonlardan biri) bağlı olduğunu biliyorlardı. Ancak bilim insanları oksin’in bitkilerde büyümeyi nasıl etkilediğini tam olarak çözememişlerdi.
Araştırma ekibi, Nature Medicine dergisinin son sayısında yayınlanan bir araştırmada bunu ortaya çıkarmayı başardı.
Bitki hücreleri birincil katmanı selüloz, hemiselüloz ve pektin olmak üzere üç ana bileşenden oluşan kabuk benzeri hücre duvarlarıyla çevrilidir.
Selüloz, tıpkı yüksek binalardakine benzer bir görevi üstlenerek geniş bir dayanım tabanı sağlar, hemiselüloz zincirleri tarafından desteklenir ve pektin ile mühürlenir. Hücreleri birbirine sıkıca bağlamaya yardımcı olan ve bitkilere rüzgâr gibi etmenlere karşı güç sağlayan bu bileşenler bitki hücrelerinin şeklini belirler.
Ancak hücre duvarları tarafından bu kadar sıkı kilitlenmişken hareket edip büyümeleri nasıl mümkün olabilir?
Yaklaşık yarım yüzyıl önce ortaya atılan bir teori, bitkiler büyümeye hazır olduğunda, oksinin bitki hücrelerinin asidik hale gelmesine, bileşenler arasındaki bağları gevşetmeye ve duvarların genişlemesine neden olduğunu varsayıyordu. Ancak oksinin asitleşmeyi nasıl aktive ettiği şimdiye kadar bir gizem olarak kalmıştı.
Yeni çalışmada araştırmacılar, oksinin protonların hücre duvarlarına pompalamasını uyarması yoluyla pH seviyelerini düşüren bu asitliği oluşturduğunu; düşük pH seviyesinin ise selüloz ve hemiselüloz arasındaki bağları kırarak hücrelerin genişlemesine izin verdiği için ekspansin adlı bir proteini aktive ettiği görüldü.
Protonların hücre duvarına pompalanması ayrıca hücre içine su alımını uyararak iç basıncı oluşturur. Hücre duvarı yeterince gevşekse ve hücrede yeterince basınç varsa, hücre genişleme sağlar.
Kaliforniya Üniversitesi botanik profesörü ve araştırma ekibi lideri Zhenbiao Yang, üniversitenin web sitesinde dün yayınlanan bir raporda şunları söyledi:
“Tıpkı bir balon gibi, genişleme, içine ne kadar hava üflediğinizden ziyade dışının ne kadar kalın olduğuna bağlıdır. Bir hücre duvarındaki pH’ın düşürülmesi hücre dışı suyun içeri girmesine izin vererek gerilme ve genişleme basıncını körükleyebilir.”
