ارتباط بین مکانیسم های گوناگون درک UV-B و مسیرهای اصلاح DNA در گیاهان

The relationship between multiple UV-B perception mechanisms and DNA repair pathways in plants

چکیده

مقدمه

2- تحقیقات قدیمی در مورد UV-B در گیاهان

3- درک UV-B در گیاهان و اثرات آن

3-1- جذب مستقیم UV-B در گیاهان

3-2- اثر غیرمستقیم جذب UV-B در گیاهان

4- آسیب DNA ناشی از UV-B

4-1- ترمیم فتودایمرها

5- مسیرهای سیگنال دهی پاسخ آسیب به DNA

6- درک UV-B توسط UVR8

6-1- مکانیسم درک UV-B توسط UVR8

6-2- پاسخ های مستقل از UVR8 خاص UV-B

7-تنظیم درک نور UV-B و پاسخ ها

نتیجه گیری و جهت گیری آینده

چکیده

اشعه UV-B (280-320 نانومتر) جزیی از نور خورشید و یک محرک محیطی طبیعی برای گیاهان است. توصیف UVR8 (لوکوس 8 مقاومت به UV ) نشان داد که گیاهان حاوی حداقل یک گیرنده نوری اختصاصی UV-B و مسیر سیگنال دهی هستند. در گیاهان، آسیب DNA ناشی از UV-B و پاسخ های بعدی، از زمان های دور، اغلب به عنوان استرس عمومی یا غیر فوتومورفوژن مطرح می شده است. سایر مسیرهای سیگنال دهی ختصاصی UV-B که به طور مستقل از گیرنده نور UVR8 عمل می کنند، نشان دادند که چندین مکانیسم درک در گیاهان وجود دارد. با این حال، به تازگی، درک گیاه از اشعه UV-B و آغاز پاسخ های فوتومورفوژنیک خارج از مسیر UVR8 تا حد زیادی نادیده گرفته شده است. پاسخ های گیاه به UV-B بسیار متفاوت است. بنابراین وجود مسیرهای متعدد درک، منطقی است. هدف از این بررسی، تاکید بر این قضیه است که جذب UV-B از طریق مسیرهای مختلف، به عنوان مثال از طریق DNA انجام می شود و باعث القای پاسخ های فوتومورفوژنیک خاص آن جذب شده که متفاوت از مسیر سیگنال دهی UVR8 است.

نتیجه گیری و جهت گیری آینده

تحقیقاتی که باعث افزایش اطلاعات در مورد نحوه درک گیاهان از اشعه UV-B و پاسخ به آن می شود، به خصوص با مشخص کردن UVR8 به عنوان یک گیرنده نوری UV-B و توصیف بیشتر مسیر سیگنال دهی آن، پیشرفت قابل توجهی در چند سال اخیر داشته است (Jenkins, 2014). در حالی که UVR8 بدون شک نقش مهمی در درک نوری UV-B دارد (Christie et al., 2012)، نمی تواند تمام پاسخ های UV-B مشاهده شده در گیاهان را توضیح دهد (Gardner et al., 2009; Wargent et al., 2009; González Besteiro et al., 2011; Biever et al., 2014). پاسخ های گیاه به تابش UV-B بسیار متفاوت است و وجود چندین مسیر درک، منطقی است. در حالی که این ایده تا حدی پذیرفته شده است، دسته بندی قبلی پاسخ های گیاهان به UV-B، تفسیرهای مربوط به اثرات شبه آسیب یا اثرات فتومورفوژنیک را محدود می کند. به نظر ساده لوحانه است که فرض کنیم که گیاهان یک سیستم گیرنده نوری انفرادی تنها برای نور UV-B داشته باشند، در حالی که گیاهان چندین گیرنده نوری اضافی یا همولوگ برای سایر نورها دارند. همانطور که در این بررسی مشخص شد، جذب UV-B توسط فرآیندهای مختلف رخ می دهد و پاسخ های اختصاصی آن جذب را ایجاد می کند، که شامل القای پاسخ فتومورفوژنیک از طریق مکانیسم های درک به غیر از مسیر سیگنال دهی UVR8 است.

Abstract

UV-B radiation (280–320 nm) is a component of sunlight and a natural environmental stimulus for plants. The characterization of UVR8 (UV Resistance Locus 8) demonstrated that plants contain at least one UV-B-specific photoreceptor and signaling pathway. In plants, DNA damage caused by UV-B and the subsequent responses, historically, have often been considered general stress or non-photomorphogenic. Other UV-B-specific signaling pathways that function independently of the UVR8 photoreceptor suggest that multiple perception mechanisms exist in plants. Recently, however, plant perception of UV-B radiation and the initiation of photomorphogenic responses outside of the UVR8 pathway have been largely overlooked. Plant responses to UV-B are highly varied. Therefore, the existence of multiple perception pathways seems logical. The objective of this review is to highlight that the absorption of UV-B occurs through a variety of ways, for example through DNA, and induces photomorphogenic responses specific to that absorption that are distinct from the UVR8 signaling pathway.

8- Conclusions and future directions

Research leading to knowledge regarding how plants perceive and respond to UV-B radiation has made substantial progress in the last few years, especially with the characterization of UVR8 as a UV-B photoreceptor and further definition of its signaling pathway (Jenkins, 2014). While UVR8 no doubt plays a major role in UV-B photoperception (Christie et al., 2012), it cannot explain nor account for all UV-B responses observed in plants (Gardner et al., 2009; Wargent et al., 2009; González Besteiro et al., 2011; Biever et al., 2014). Plant responses to UV-B radiation are highly varied, and the existence of multiple perception pathways seems logical. While this idea is accepted to some degree, previous categorization of plant UV-B responses limits room for interpretation regarding “damage-like” or “photomorphogenic” effects. It seems naive to assume that plants would contain a single photoreceptor system for UV-B light, when plants have redundant or homologous photoreceptors for other light qualities. As highlighted throughout this review, the absorption of UV-B occurs through a variety of processes and induces responses specific to that absorption, including induction of photomorphogenic responses through perception mechanisms other than the UVR8 signaling pathway

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارتباط بین مکانیسم های گوناگون درک UV-B و مسیرهای اصلاح DNA در گیاهان

The relationship between multiple UV-B perception mechanisms and DNA repair pathways in plants

اسپکتومتری UV-مرئی گروه جانبی تیروزین در پژوهش ساختار پروتئین. بخش 1: اصول پایه ای و خواص کروموفور تیروزین

UV–Vis spectroscopy of tyrosine side-groups in studies of protein structure. Part 1: basic principles and properties of tyrosine chromophore

مقدمه

اصول اساسی طیف‌سنجی پراکندگی، انتشار و جذب UV-مرئی

ویژگی‌های آزمایشی

ویژگی‌های نوری کروموفور تیروزین

جذب UV در کروموفور تیروزین

فلورسانس کروموفور تیروزین

دو رنگ نمایی خطی کروموفور تیروزین

دو رنگ نمایی دورانی کروموفور تیروزین

طیف‌سنجی رامان رزونانس کروموفور تیروزین

نتیجه‌گیری

چکیده

ویژگی‌های طیف‌سنجی ترکیبات تیروزین ممکن است در مطالعات ساختاری پروتئین‌ها مورد استفاده قرار گیرند. در اینجا ما در مورد چندین نوع طیف‌سنجی UV- مرئی مانند طیف‌سنجی نرمال، متفاوت و جذب UV مشتق دوم ، طیف‌سنجی فلورسانس، طیف‌سنجی دورنگ نمایی دورانی و خطی ، و طیف‌سنجی رامان و ویژگی‌های نوری مربوط به کروموفور تیروزین و فنول که برای مطالعه ساختار پروتئین مورد استفاده قرار می‌گیرد، بحث می‌کنیم.

طیف‌سنجی رامان رزونانس کروموفور تیروزین شکل 9 طیف رامان بنزن‌های مایع را برای چندین طول‌موج تحریک نزدیک 250 nm نشان می‌دهد که تا 0.25 nm تفکیک شده‌اند (Willitsford و همکاران، 2013). این فرکانس‌های تحریک متعلق به اولین ناحیه تحریک شده از این مولکول هستند . برای انجام یک مقایسه معنادار، پس‌زمینه هر یک از طیف‌ها از نظر تغییر در توان لیزر به عنوان تابعی از طول‌موج تنظیم کننده تصحیح شد و برای از بین بردن وابستگی v4 رامان ذاتی، نرمالیزه شد. در شکل 9، می‌توان افزایش رزونانس پراکندگی رامان را در حدود طول‌موج جذب اوج 259 nm، مشاهده کرد. دو حالت لرزشی ، اوج‌های شدید رامان را نشان می‌دهند که یکی حدود 992 cm-1 و دیگری حدود 1210 cm-1 است. فرکانس 992 cm-1 به مجموع حالت تنفس حلقه بنزن متقارن مربوط می‌شود (Willitsford و همکاران ، 2013؛ Ziegler و Hudson1981؛ Asher و Johnson، 1985)، که با استفاده از توافقنامه ویلسون (Wilson 1934) با نماد عنوان گذاری شده است. بر اساس توافقنامه ویلسون، دومین افزایش رزونانس اوج رامان در ∼1200 cm−1 به عنوان حالت لرزشی v15 تقویت شده (1150 cm-1) تفسیر شد (Willitsford و همکاران، 2013). یک تصویر گرافیکی از دو حالت نرمال بنزن تخصیص‌یافته به باندهای افزایش رامان، در تحریک با تابش 259 –nm مشاهده شد که در شکل 10 نشان داده شده است.

Abstract

Spectroscopic properties of tyrosine residues may be employed in structural studies of proteins. Here we discuss several different types of UV–Vis spectroscopy, like normal, difference and second-derivative UV absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, linear and circular dichroism spectroscopy, and Raman spectroscopy, and corresponding optical properties of the tyrosine chromophore, phenol, which are used to study protein structure.

Resonance Raman spectroscopy of tyrosine chromophore Figure 9 shows Raman spectra of liquid benzene for several excitation wavelengths near 259 nm, separated by 0.25 nm (Willitsford et al. 2013). These excitation frequencies belong to the region of the first excited state of this molecule (1Lb). To make the comparison meaningful, each spectrum has been corrected for background, for changes in laser power as a function of tuning wavelength, and normalized to remove the inherent Raman v4 dependence. In Fig. 9 one can see resonance-enhanced Raman scatter around the 259-nm peak absorption wavelength. Two vibrational modes give intensive Raman peaks, one around 992 cm−1 and the other around 1210 cm−1. The frequency 992 cm−1 corresponds to the totally symmetric benzene ring breathing mode (Willitsford et al. 2013; Ziegler and Hudson 1981; Asher and Johnson 1985), labeled by using the Wilson convention (Wilson 1934) with the ν1 symbol. The second resonance-enhanced Raman peak at ∼1200 cm−1 was interpreted as the strengthened v15 (1150 cm−1) vibrational mode according to the Wilson convention (Willitsford et al. 2013). Graphic representation of the two normal modes of benzene assigned to the enhanced Raman bands observed in the excitation with 259-nm radiation is shown in Fig. 10.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اسپکتومتری UV-مرئی گروه جانبی تیروزین در پژوهش ساختار پروتئین. بخش 1: اصول پایه ای و خواص کروموفور تیروزین

UV–Vis spectroscopy of tyrosine side-groups in studies of protein structure. Part 1: basic principles and properties of tyrosine chromophore

چشم اندازهای استفاده تشعشع UV در فن آوری های بعد از برداشت

Prospects of UV radiation for application in postharvest technology

چکیده

مقدمه

نور UV

ایده ی تاثیر مفید UV

تشعشع UV بعد از برداشت محصولات و کاربرد های فنی احتمالی

سبزیجات و میوه های آماده به مصرف

سیب زمینی

قارچ ها

اسفناج های نرسیده

بروکلی

فلفل

توت فرنگی

زغال اخته

سیب

هندوانه

انار

انگور برای شراب سازی

پاپایا

مانگو

مرکبات

جمع بندی

منابع

چکیده

نور UV به عنوان یک عامل ضد میکروبی در عملیات آب و ضد عفونی سازی سطحی مورد استفاده قرار میگیرد زیرا این نور میتواند بر روی DNA ریز ارگانیسم ها تاثیر داشته باشد. در طرف دیگر، تشعشع های دوز پایین UV-C میتواند واکنش های مناسب در بعضی از ارگان های زیستی ، مانند میوه ها و سبزی ها ایجاد کند که فواید مختلفی را ایجاد میکند، مانند افزایش عمر آن ها در بسته بندی یا افزایش محتویات بخش های ارتقا دهنده ی سلامت. هدف این مطالعه مرور کردن نتایج مطالعه های قبلی در مورد استفاده از UV بر روی میوه ها و سبزی ها بعد از برداشت میباشد تا هم فعالیت ضد میکروبی و هم تاثیرات دیگر آن بررسی شود. بعد از ارائه ی مفاهیم تاثیر UV ، استفاده از UV برای محصولات میوه و سبزی آماده به مصرف به صورت ویژه بررسی میشود و تاثیر آن بر روی میوه ها و سبزیجات مختلف ارزیابی میشود. استفاده از تشعشع UV به صورت ویژه برای اهداف ایجاد تاثیرات مثبت به صورت تجاری هنوز باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.

جمع بندی

فراوری های آبی بر اساس تشعشع UV یک تکنولوژی به خوبی شکل گرفته میباشد. به غیر از چند مورد، به صورت کلی نتایج تایید میکند که تشعشع UV میتواند به صورت عمومی برای میوه ها و سبزیجات مورد استفاده قرار گیرد تا دو دسته مزیت ایجاد شود : کاهش جمعیت های میکروبی در این محصولات و ایجاد فواید هورمزی با دوز های پایین این تشعشع ها برای ایجاد کردن پاسخ های مطلوب در این محصولات برای بهبود دفاع این میوه ها نسبت پاتوزن ها و در نتیجه افزایش طول عمر، ویژگی های سلامتی و حتی بهبود ویژگی های حسی. این فواید مبتنی بر دوز، لحظه ی استفاده ، نوع میوه یا سبزی مورد نظر، تعداد آن ها، و ناحیه ی تاثیر میباشد. مقیاس بندی قابلیت اجرای این روش ها به صورت تجاری باید در تحقیقات بعدی مورد بررسی قرار گیرد.

Abstract

UV light has been used as a germicidal agent in water treatment and surfaces disinfection because of its capacity to affect DNA of microorganisms. On the other hand, low doses of UV-C irradiation can trigger some favourable reactions in biological organs, such as fruits and vegetables, which can lead to various beneficial effects, such as improvement of their shelf-life or increase in the content of health promoting components. The objective of this work is to review the results of some recent works on the UV application on post harvested fruits and vegetables taking into account both, its direct germicidal activity and its hormectic effects. After the presentation of the hormesis concept, the application of UV to read-to-use fruit and vegetables and, specifically, to various fruits and vegetables, is discussed. The use of UV radiation strictly for hormectic purposes at commercial scale, still needs to be further investigated.

Conclusion

Water treatment based on UV radiation is a well-established technology. With few exceptions, in general, results confirm that UV radiation presents potential to become widely used through direct application on vegetables and fruits to obtain two distinct classes of beneficial effects: to reduce microbial population in these products; and, through applications of low, hormetic doses, to elicit some desirable responses in these products to improve their defence against molds, improve the content of components with beneficial effects for health, extend the shelf-life, keep or even improve the sensorial characteristics. These beneficial effects depend on the dose, application moment, fruit or vegetable species and cultivar, and exposed area. The scaling to commercial implementation needs to be evaluated.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

چشم اندازهای استفاده تشعشع UV در فن آوری های بعد از برداشت

Prospects of UV radiation for application in postharvest technology