Abszcisav (ABA) hatásmechanizmusa, funkciói, hatásai



az abszcisav (ABA) a zöldségek egyik fő hormonja. Ez a molekula számos alapvető fiziológiai folyamatban vesz részt, mint például a magok csírázása és a környezeti stressz előtti tolerancia.

Történelmileg az abszcizinsavhoz a levelek és gyümölcsök abszcissziós folyamatával (így a nevével) kapcsolatos. Napjainkban azonban elfogadják, hogy az ABA nem vesz részt közvetlenül ebben a folyamatban. Valójában a hormonokhoz rendelt hagyományos funkciók közül sokat kihívtak a jelenlegi technológiák.

Növényi szövetekben a víz hiánya a növényi szerkezet elvesztéséhez vezet. Ez a jelenség stimulálja az ABA szintézisét, az adaptív típusú válaszokat kiváltva, mint például a sztómák bezárása és a gének expressziós mintázatának módosítása..

Az ABA-t a gombákból, baktériumokból és néhány metazoánból is izolálták - beleértve az embereket is -, bár ezekben a vonalakban nincs meghatározva a molekula specifikus funkciója..

[TOC]

Történelmi szempont

Az olyan anyagok első felfedezéseiből, amelyek képesek „növényi hormonokként” működni, azt gyanítottuk, hogy növekedési gátló molekulának kell lennie.

1949-ben ez a molekula izolált. A nyugalmi rügyek vizsgálatának köszönhetően megállapították, hogy ezek jelentős mennyiségű potenciálisan gátló anyagot tartalmaznak.

Ez volt a felelős az auxin (elsősorban a növekedésben való részvételéről ismert növényi hormon) hatásának blokkolásáért. zab.

Gátló tulajdonságai miatt ezt az anyagot kezdetben dorminnak nevezik. Ezt követően egyes kutatók olyan anyagokat azonosítottak, amelyek képesek növelni a levelek és a gyümölcsök abszurdálódási folyamatát. A dorminok közül az egyiket kémiailag azonosították, és abcisina-nak nevezték el - az abszolút során fellépő hatásával.

A következő vizsgálatok igazolták, hogy a dorminas és az abscisinas hívásai ugyanolyan kémiailag azonosak voltak, és az "abszcizinsav" megjelölése történt..

jellemzői

Az ABS-ként rövidített absciszinsav egy növényi hormon, amely számos fiziológiai reakcióban részt vesz, mint például a környezeti stressz periódusai, az embrió érése, a sejtek megosztása és megnyúlása, többek között a vetőmag csírázása..

Ez a hormon minden növényben megtalálható. A gombák, baktériumok és néhány metazoánus egyes fajaiban is megtalálható - a cnidároktól az emberekig.

A növényi plasztidok belsejében szintetizálódik. Ez az anabolikus útvonal prekurzora az izopentenil-pirofoszfátnak.

Általában a gyümölcs gyengébb részéből származik, különösen a petefészek alsó részén. Az abszcisav savkoncentrációja nő, amikor a gyümölcsök leesnek.

Ha a vegetatív rügyek egy részében kísérleti úton alkalmaznak abszcizinsavat, a levél primordia katafilnek válik, és a tojássárgája telelőszerkezetvé válik.

A növények élettani reakciói összetettek, és számos hormon is szerepet játszik. Például úgy tűnik, hogy a gibberilinek és a citokininek ellentétes hatásuk van az abszcizinsavéval.

struktúra

Strukturálisan az abszcisavmolekula 15 szénatomot tartalmaz, és képlete C15H20O4, ahol az 1 'szénatom optikai aktivitást mutat.

Ez egy gyenge sav, a pKa értéke közel 4,8. Bár ennek a molekulának több kémiai izomerje is van, az aktív forma S-(+) - ABA, az oldallánc 2-cisz-4-transz. Az R formanyomtatvány csak néhány kísérletben mutatkozott meg.

Működési mechanizmus

Az ABA-t egy nagyon bonyolult hatásmechanizmus jellemzi, amely nem teljesen kiderült.

Még nem sikerült azonosítani olyan ABA receptorokat, mint amilyeneket más hormonok, például auxinok vagy gibberilinek esetében találtak. Néhány membránfehérje azonban úgy tűnik, hogy részt vesz többek között a hormon jelzésében, mint például a GCR1, RPK1..

Ezenkívül jelentős mennyiségű második hírvivő ismert, akik részt vesznek a hormonjel továbbításában..

Végül több jelzési utat azonosítottak, mint például a PYR / PYL / RCAR receptorok, 2C foszfatázok és SnRK2 kinázok..

Funkciók és hatások a növényekre

Az abszcisav az alapvető növényi folyamatok széles köréhez kapcsolódik. Fő funkciói közül említhetjük a mag fejlődését és csírázását.

Részt vesz a szélsőséges környezeti feltételekre, mint például a hideg, az aszály és a magas sókoncentrációjú régiókban. Ezután a legmegfelelőbbeket írjuk le:

Víz stressz

Hangsúlyt helyeztek ennek a hormonnak a víz stressz jelenlétében való részvételére, ahol a hormon növekedése és a génexpressziós mintázat változása elengedhetetlen a növényi reakcióban..

Amikor az aszály hatással van a növényre, akkor ez bizonyítható, mert a levelek elkezdnek elszáradni. Ezen a ponton az abszcisav a levelekbe utazik, és felhalmozódik benne, ami a sztómák bezárását eredményezi. Ezek szelepszerű szerkezetek, amelyek a növényekben a gáz halmazállapotú cserét közvetítik.

Az abszcisav kalciumra hat: egy molekulára, amely képes a második hírvivőként fellépni. Ez okozza azt a káliumioncsatornák megnyitásának növekedését, amelyek a sejtek plazmamembránjának külső részén találhatók, amelyek az őrsejtek nevezik..

Így jelentős vízveszteség következik be. Ez az ozmotikus jelenség a növény piacán veszteséget okoz, ami gyengenek és piszkosnak tűnik. Javasoljuk, hogy ez a rendszer figyelmeztető riasztásként működjön az aszály folyamatában.

A sztómák bezárása mellett ez a folyamat számos olyan reakciót is magában foglal, amelyek átalakítják a génexpressziót, és több mint 100 gént érintenek..

A mag elavulása

A vetőmag elzáródása adaptív jelenség, amely lehetővé teszi a növények számára, hogy ellenálljanak a kedvezőtlen környezeti feltételeknek, legyen az könnyű, víz, hőmérséklet. Azáltal, hogy ezekben a szakaszokban nem csírázik, a növény növekedését olyan időszakokban biztosítják, ahol a környezet jóindulatú.

Az ősz közepén vagy a nyár közepén csírázó magok megakadályozása (ha a túlélés esélye nagyon alacsony) komplex fiziológiai mechanizmust igényel.

Történelmileg úgy vélték, hogy ez a hormon döntő szerepet játszik a csírázás megállításában olyan időszakokban, amelyek károsak a növekedésre és a fejlődésre. Azt találtuk, hogy az abszcisav szintje a mag érési folyamata alatt akár 100-szor is nőhet.

Az említett növényi hormonok ilyen magas szintje gátolja a csírázási folyamatot, és egyúttal olyan fehérjék csoportjának kialakulását is kiváltja, amelyek segítik a szélsőséges vízhiány ellenállását..

A mag csírázása: az abszcisav eltávolítása

Annak érdekében, hogy a vetőmag csírázjon és életciklusa befejeződjön, az abszcizinsavat el kell távolítani vagy inaktiválni kell. Ennek a célnak a megvalósítására többféleképpen is lehetséges.

A sivatagokban például az abszcizinsav csapadékos periódusokban eliminálódik. Más magvak fény- vagy hőmérséklet-ingereket igényelnek a hormon inaktiválásához.

A csírázási eseményt az abszcisav és a gibberilinek (egy másik széles körben ismert növényi hormon) közötti hormonális egyensúly irányítja. Melyik anyag dominál a növényben, a csírázás előfordul vagy nem fordul elő.

Abscission események

Ma van bizonyíték arra, hogy alátámasztják azt az elképzelést, hogy az abszcisav nem vesz részt a tojássárgája alvásában, és ironikusan, mint amilyennek látszik, nem pedig a levelek elhagyása - amelyből a név származik.

Jelenleg ismert, hogy ez a hormon nem szabályozza közvetlenül az abszcisszió jelenségét. A sav magas jelenléte tükrözi annak szerepét az öregedés előmozdításában és a stresszre adott válaszokban, az abszcisziót megelőző eseményekben.

A növekedés késedelme

Az abszcisav a növekedési hormonok antagonista (azaz ellentétes funkciója): auxinok, ciklininek, gibberilinek és brassinoszteroidok..

Gyakran ez az antagonista kapcsolat az abszcizinsav és a különböző hormonok közötti többszörös kapcsolatot tartalmazza. Ily módon az élettani eredményt a zöldségben rendezik.

Bár ez a hormon növekedési inhibitornak tekinthető, még mindig nincs konkrét bizonyíték, amely teljes mértékben alátámasztaná ezt a hipotézist..

Ismeretes, hogy a fiatal szövetekben jelentős mennyiségű abszcisav és a hormon hiányos mutánsai törpe: elsősorban az izzadás csökkentésére és az etilén túltermelésére alkalmasak..

Körkörös ritmusok

Megállapították, hogy a növényekben az abszcisav mennyisége naponta ingadozik. Emiatt feltételezhető, hogy a hormon jelmolekulaként működik, lehetővé téve a növénynek a fény, a hőmérséklet és a víz mennyiségének ingadozását..

Lehetséges felhasználások

Amint már említettük, az abszcizinsav szintézis útja nagymértékben kapcsolódik a vízstresszhez.

Ezért ez az út és a génexpresszió szabályozásában részt vevő teljes kör és az ezekben a reakciókban részt vevő enzimek potenciális célpontok, amelyek géntechnológián keresztül olyan változatokat hoznak létre, amelyek sikeresen tolerálják a magas sókoncentrációkat és a periódusokat vízhiány.

referenciák

  1. Campbell, N. A. (2001). Biológia: fogalmak és kapcsolatok. Pearson oktatás.
  2. Finkelstein, R. (2013). Abszcisav-szintézis és válasz. Az Arabidopsis könyv / Amerikai Növénybiológusok Társasága, 11.
  3. Gómez Cadenas, A. (2006). Fitohormonok, metabolizmus és hatásmód, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín szerkesztők. ciències.
  4. Himmelbach, A. (1998). Az abszcisav jelzése a növény növekedésének szabályozására. A londoni Royal Society filozófiai tranzakciói: Biológiai tudományok, 353(1374), 1439-1444.
  5. Nambara, E. és Marion-Poll, A. (2005). Abszcisav-bioszintézis és katabolizmus. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
  6. Raven, P. H. E., Ray, F., és Eichhorn, S. E. A növények biológiája. Reverté szerkesztőség.