Растенията се борят помежду си с молекулярно-генетични оръжия
Свързваме териториалното поведение само с животните. Например с котки: веднага си представяте две котки, стоящи в театрални пози и сърцераздирателно крещящи една на друга - едната, което означава непознат, и е влязла в грешната територия. Същото може да се види и при много други видове, при животни и земноводни, влечуги и насекоми. Но мнозина със сигурност биха се изненадали, ако им кажат, че могат да защитят мястото, където растат, от нежелани съседи. Биолозите знаят това от дълго време: дървета, треви и храсти, разбира се, не се бият с клони и не тичат из обекта, но имат химически методи за въздействие върху конкурентите - различни вещества, които вредят на неочакван гост.
Свойството на някои организми да отделят химични съединения, които инхибират или потискат развитието на други, се нарича алелопатия. Въпреки че е познат не само в растенията, но и в микроорганизмите, в гъбите, при животните, неговият механизъм в много случаи остава загадъчен. Вече са известни много различни молекули, които растенията изпускат в почвата чрез корените - тук те се унищожават или модифицират от бактерии, продуктите на бактериалната химическа работа се абсорбират от кореновата система на конкурент, след което, например, растежът спира.
Изследователи от университета в Тюбинген и Института за биология на развитието към Обществото Макс Планк решиха да разберат как действат цикличните хидроксамови киселини, секретирани от определени видове трева – продуктите на разграждането на тези киселини са известни със своята фитотоксичност. Оказа се, че те потискат работата на хистон деацетилази, специални ензими, които контролират активността на много различни гени. Известно е, че ДНК в клетъчното ядро е в комплекс с пакетиращи протеини - хистони и активността на една или друга част от ДНК, активността на записаните в нея гени ще зависи от това колко тясно е свързана с хистоните (ако опаковката е слаба, тогава те могат да работят с ДНК молекулярни машини, участващи в синтеза на месинджър РНК за протеинов синтез). Плътността на ДНК-хистоновата опаковка зависи от модификациите на самите хистони и тук става ясно как други ензими, ацетилази и деацетилази, влияят върху работата на гените: прикрепвайки ацетилна група към хистоните, ацетилазите правят опаковането на ДНК по-разхлабено - гените се активират - деацетилазите, напротив, правят по-плътни опаковки - и гените се изключват.
Сега нека си спомним за цикличните хидроксамови киселини, по-точно за продуктите от тяхното преобразуване в почвата. Веднъж попаднали в клетките на чуждо растение, те инхибират работата на деацетилазите - съответно активността на гените се увеличава драстично. Ето защо конкурентът започва да има проблеми с растежа. Това се случва, очевидно, защото гените се активират безразборно, балансът между тях се нарушава и поради разстройството в генетичната "кухня" растението се разболява. Остава обаче въпросът защо растенията гостоприемници не страдат от собствените си химически (или по-добре, молекулярно-биологични) оръжия.
Засега това е първият случай, когато е възможно достатъчно пълно да се разкрие молекулярният механизъм на растителната алелопатия, въпреки че, трябва да се мисли, напредъкът тук няма да закъснее: първо, на базата на такива вещества, повече или могат да се създадат по-малко селективни хербициди, които спират растежа на плевели и вредни инвазивни видове, и второ, те биха могли да се използват в медицината - като въздействат върху структурата на ДНК-протеиновите комплекси, такива молекули биха могли да потиснат растежа на тумори. И това не е такава фантазия – от една страна, хистон деацетилазите вече се използват като противоракови лекарства, а от друга страна, според самите изследователи, в техните експерименти производните на хидроксамова киселина наистина потискат растежа на човешки ракови клетки.
Кирил Стасевич
https://www.nkj.bg/
