Орнитин и аргінин декарбоксилаза в растенията

Генетично инженерство

Генетичното инженерство, известно още като генетична модификация, манипулира естествената ДНК в растителните клетки. Вместо естествено опрашване, учените вмъкват изкуствен ген или генетична последователност, създавайки трансгенни растения. Приходът от такива култури показва намалени щети от вредители, повишени добиви и подобрена хранителна стойност. Според Университета Уест Вирджиния, най-разпространени трансгенни култури са соята и царевицата.

Полиамини

Полиамините (PA) са естествени съединения, присъстващи във всички живи организми. Растенията ги синтезират чрез биосинтеза. Полиамините регулират растежа и развитието на клетките, включително делене, покълване, репликация на ДНК и активност на ензими. При неблагоприятни условия те са ключов фактор за максимален добив. Генетичната модификация на ензимите, отговорни за синтеза им, може да повиши устойчивостта на растенията към стрес, като пример са орнитин декарбоксилазата (ODC) и аргінин декарбоксилазата (ADC).

Орнитин декарбоксилаза (ODC)

Орнитинът е аминокиселина, която чрез ензима орнитин декарбоксилаза (ODC) се превръща в пуцерин – първият полиамин. Проучвания от Американското общество на растителните биолози показват, че в ранните етапи на растежа на морковите пуцерин се произвежда предимно от аргінин декарбоксилаза (ADC), докато в по-късните фази – от ODC. Университетът в Болоня установява, че ODC е ключов за две цели на генетично модифицираните култури: повишаване на устойчивостта към околни стресове и подобряване на хранителната стойност.

Аргінин декарбоксилаза (ADC)

Животните използват само пътя на ODC за биосинтеза на пуцерин, но растенията разполагат с два – ODC и ADC. ADC се намира в тилкоидните мембрани на хлоропластите, които липсват в животинските клетки. При суша оризовите култури губят добив. Внедряването на трансгенна ADC в ориз подобрява устойчивостта към засушаване, като намалява загубата на хлорофил и увеличава добива, според списание Biotechnology and Molecular Biology Review.