1. Nitratresponsiva transkriptionsfaktorer:
- Nitrat inducerar specifikt uttrycket av vissa transkriptionsfaktorer, såsom den nitrat-inducerbara transkriptionsfaktorn 1 (NIN1) i Arabidopsis.
- NIN1 binder till nitratresponsiva cis-element (NRE) i promotorregionerna av målgener, vilket aktiverar deras transkription.
2. Signalering av kväveoxid (NO):
- Nitratreduktion i växter genererar nitrit, som kan reduceras ytterligare till kväveoxid (NO).
– NO fungerar som en signalmolekyl och reglerar olika fysiologiska processer, inklusive genuttryck.
- NO kan modifiera aktiviteten hos transkriptionsfaktorer och RNA-polymeras, vilket påverkar transkriptionen av nitratkänsliga gener.
3. Reglering av mikroRNA:
- Nitrattillgänglighet påverkar uttrycket av mikroRNA (miRNA), som är små icke-kodande RNA:n som reglerar genuttrycket post-transkriptionellt.
- Specifika miRNA induceras eller undertrycks som svar på nitrat, vilket leder till förändringar i stabiliteten och translationen av mål-mRNA involverade i nitratassimilering och signalering.
4. Kromatinändringar:
- Nitrat kan påverka kromatinstruktur och tillgänglighet och därigenom modulera genuttryck.
- Nitrat inducerar histonmodifieringar, såsom acetylering och metylering, som förändrar kromatinstrukturen, vilket gör den antingen mer tillgänglig (eukromatin) eller mindre tillgänglig (heterokromatin) för transkription.
5. Regler för översättning:
- Nitrat modulerar translationen av specifika mRNA genom att kontrollera aktiviteten hos translationsinitieringsfaktorer och ribosomala proteiner.
- Detta kan påverka syntesen av proteiner som är involverade i nitratupptag, assimilering och signalering.
6. Hormonella interaktioner:
– Nitrat interagerar med andra växthormoner, som auxin och cytokinin, för att reglera genuttryck.
– Nitrat främjar till exempel ansamlingen av auxin, vilket kan inducera uttrycket av gener som är involverade i lateral rotutveckling och nitrattransport.
7. Ändringar efter översättning:
- Nitrat kan inducera post-translationella modifieringar av proteiner, såsom fosforylering och ubiquitination, vilket påverkar deras stabilitet, aktivitet och lokalisering.
Sammantaget reglerar nitrat genuttryck i baljväxter genom olika mekanismer som involverar transkriptionsfaktorer, NO-signalering, miRNA, kromatinmodifieringar, translationskontroll, hormonella interaktioner och posttranslationella modifieringar. Dessa regleringsmekanismer gör det möjligt för baljväxter att anpassa sina genuttrycksmönster till förändringar i nitrattillgänglighet och optimera deras tillväxt och metabolism därefter.
