Biljke se međusobno bore molekularno genetskim oružjem
Teritorijalno ponašanje povezujemo samo sa životinjama. Na primjer, s mačkama: odmah zamislite dvije mačke koje stoje u kazališnim pozama i srceparajuće vrište jedna na drugu - jedna, što znači stranac, i otišla je na pogrešan teritorij. Isto se može vidjeti i kod mnogih drugih vrsta, kod životinja i vodozemaca, gmazova i insekata. No mnogi bi se zasigurno iznenadili kada bi im rekli da mogu zaštititi mjesto na kojem rastu od neželjenih susjeda. Biolozi to znaju odavno: drveće, trava i grmlje, naravno, ne bore se s granama i ne trče okolo, ali imaju kemijske metode utjecaja na konkurente - razne tvari koje štete neočekivanom gostu.
Svojstvo nekih organizama da luče kemijske spojeve koji inhibiraju ili potiskuju razvoj drugih naziva se alelopatija. Iako je poznat ne samo u biljkama, već i u mikroorganizmima, u gljivama, u životinjama, njegov mehanizam u mnogim slučajevima ostaje misteriozan. Sada su već poznate mnoge različite molekule koje biljke otpuštaju u tlo kroz korijenje - ovdje ih uništavaju ili modificiraju bakterije, produkte bakterijskog kemijskog rada apsorbira korijenski sustav konkurenta, nakon čega, na primjer, rast prestaje.
Istraživači sa Sveučilišta u Tübingenu i Instituta za razvojnu biologiju Društva Max Planck odlučili su otkriti kako djeluju cikličke hidroksamske kiseline koje luče određene vrste trava – produkti razgradnje tih kiselina poznati su po svojoj fitotoksičnosti. Pokazalo se da potiskuju rad histonskih deacetilaze, posebnih enzima koji kontroliraju aktivnost mnogih različitih gena. Poznato je da je DNK u staničnoj jezgri u kompleksu s proteinima za pakiranje - histonima, a aktivnost jednog ili drugog dijela DNK, aktivnost gena zabilježenih u njoj ovisit će o tome koliko je čvrsto povezana s histonima (ako je pakiranje je slabo, tada mogu raditi s DNK molekularnim strojevima koji su uključeni u sintezu glasničke RNA za sintezu proteina). Gustoća pakiranja DNK-histona ovisi o modifikacijama samih histona i ovdje postaje jasno kako drugi enzimi, acetilaze i deacetilaze, utječu na rad gena: vezivanjem acetilne skupine na histone, acetilaze čine pakiranje DNK labavijim. - aktiviraju se geni - deacetilaze, naprotiv, čine gušću ambalažu - i geni se isključuju.
Sada se prisjetimo cikličkih hidroksaminskih kiselina, točnije, o proizvodima njihove transformacije u tlu. Jednom u stanicama strane biljke, one inhibiraju rad deacetilaze - u skladu s tim, aktivnost gena dramatično se povećava. Zato natjecatelj počinje imati problema s rastom. To se događa, očito, jer se geni aktiviraju neselektivno, poremeti se ravnoteža među njima, a zbog poremećaja u genetskoj "kuhinji" biljka se razboli. Međutim, ostaje pitanje zašto biljke domaćini ne pate od vlastitog kemijskog (ili bolje, molekularno biološkog) oružja.
Ovo je do sada prvi slučaj kada je bilo moguće dovoljno u potpunosti otkriti molekularni mehanizam biljne alelopatije, iako, valja misliti, napredak ovdje neće dugo čekati: prvo, na temelju takvih supstanci više ili mogu se stvoriti manje selektivni herbicidi koji zaustavljaju rast korova i štetnih invazivnih vrsta, a drugo, mogli bi se koristiti u medicini - djelovanjem na strukturu kompleksa DNA-protein, takve molekule bi mogle suzbiti rast tumora. A to i nije takva fantazija – s jedne strane, histon deacetilaze se već koriste kao lijekovi protiv raka, a s druge strane, prema riječima samih istraživača, u svojim eksperimentima derivati hidroksaminske kiseline doista su potisnuli rast ljudskih stanica raka.
Kiril Stasevich
https://www.nkj.hr/
