Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Calciumsignalisierung pflanzlicher endosymbiotischer Organellen unter biotischem und abiotischem Stress

Hironari Nomura und Takashi Shiina

Mitochondrien und Chloroplasten in eukaryotischen Zellen sind endosymbiotische Organellen, die von einem α-Proteobakterium bzw. einem Cyanobakterium abstammen. Erstere sind für die oxidative Atmung verantwortlich, während letztere die Orte der Photosynthese in photosynthetischen eukaryotischen Zellen sind. Die katabolen und anabolen Prozesse in diesen Organellen werden als Reaktion auf eine schwankende Umgebung reguliert. Ca2+ spielt eine wichtige Rolle in Signalübertragungswegen, die eine Vielzahl physiologischer Reaktionen in eukaryotischen Zellen vermitteln. Ein Anstieg der zytosolischen Ca2+-Konzentrationen führt zur Aktivierung von Ca2+-Sensoren und/oder Ca2+-bindenden Proteinen, gefolgt von einer Modulation der Aktivität metabolischer Enzyme und Transkriptionsmuster. Ähnliche Ca2+-Signalgebung wird nicht nur im Zytosol, sondern auch in endosymbiotischen Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten erwartet. Immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass Mitochondrien und Chloroplasten mit dem intrazellulären Ca2+-Signalnetzwerk in Pflanzenzellen in Zusammenhang stehen. Die Ca2+-Signalisierung in Organellen könnte eine wichtige Rolle bei der Regulierung zellulärer Prozesse als Reaktion auf biotische und abiotische (Umwelt-)Stressfaktoren spielen. Dieser Artikel fasst aktuelle Informationen zur Ca2+-Signalisierung in Organellen in Pflanzenzellen zusammen.