Abscisic acid (ABA) etki mekanizması, fonksiyonları, etkileri



apsisik asit (ABA) sebzelerde bulunan başlıca hormonlardan biridir. Bu molekül, tohumların çimlenmesi ve çevresel stresten önce tolerans gibi bir dizi temel fizyolojik sürece katılır..

Tarihsel olarak, yaprak ve meyvelerin abscission işlemleriyle abscisic acid ile ilgilidir (dolayısıyla adı). Ancak, bugünlerde ABA'nın bu sürece doğrudan katılmadığı kabul edilmektedir. Aslında, hormonlara atfedilen geleneksel fonksiyonların çoğu mevcut teknolojiler tarafından sorgulanmıştır..

Bitkisel dokularda su eksikliği, bitkinin yapısındaki turgor kaybına neden olur. Bu fenomen, ABA'nın sentezini uyarır, stomanın kapatılması ve genlerin ekspresyon paterninin modifikasyonu gibi uyarlanabilir tipte cevapları tetikler..

ABA ayrıca mantarlarda, bakterilerde ve bazı metazoanlardan izole edilmiştir - insanlar da dahil, ancak bu soylarda molekülün spesifik bir fonksiyonu belirlenmemiştir..

[TOC]

Tarihsel bakış açısı

"Bitki hormonları" olarak etki etme kapasitesine sahip maddelerin ilk keşiflerinden, bir büyüme engelleyici molekül olması gerektiğinden şüphelenmeye başladık.

1949'da bu molekül izole edildi. Uyuyan tomurcuklar çalışması sayesinde, bunların potansiyel olarak önleyici bir maddenin önemli miktarlarını içerdiği tespit edildi..

Bu, oksinin (çoğunlukla büyümeye katılımıyla bilinen bitki hormonu) kolektiflerinin etkisinin engellenmesinden sorumluydu. yulaf.

İnhibe edici özellikleri nedeniyle, bu maddeye başlangıçta dormin denir. Daha sonra, bazı araştırmacılar yapraklarda ve ayrıca meyvelerde aşınma sürecini artırabilecek maddeleri tanımladılar. Bu dorminslerden biri kimyasal olarak tanımlandı ve abscission sırasındaki etkisiyle "abscisina" olarak adlandırıldı..

Aşağıdaki araştırmalar dorminas ve abscisinas olarak adlandırılan çağrının kimyasal olarak aynı madde olduğunu ve "abscisic acid" olarak adlandırıldığını doğrulayabilmiştir..

özellikleri

ABA olarak kısaltılmış olan apsisik asit, çevresel stres dönemlerine tepkiler, embriyonun olgunlaşması, hücre bölünmesi ve uzaması, tohumun çimlenmesi gibi bir dizi fizyolojik reaksiyona karışan bir bitki hormondur..

Bu hormon tüm bitkilerde bulunur. Ayrıca, çok özel bazı mantar, bakteri ve bazı metazoan türlerinde de bulunabilir - cnidarians'tan insanlara.

Bitki plastidlerinin iç kısmında sentezlenir. Bu anabolik yol, öncül olarak izopentenil pirofosfat adı verilen moleküle sahiptir..

Genellikle meyvelerin alt kısımlarından, özellikle de overin alt bölgesinde elde edilir. Abscisic asit meyvelerin sonbahar yaklaştığında konsantrasyonunda artar.

Eğer abscisic asit bitkisel tomurcukların bir kısmına deneysel olarak uygulanırsa, yaprak primordia katafiller olur ve yumurta sarısı kışı bir yapı haline gelir..

Bitkilerin fizyolojik tepkileri karmaşıktır ve çeşitli hormonlar rol oynar. Örneğin, gibberilinler ve sitokininler, abscisic acid'inkilere zıt etkilere sahip gibi görünmektedir..

yapı

Yapısal olarak, apsisik asit molekülü 15 karbona sahiptir ve formülü C'dir.15'H20Ey4, karbon 1 'in optik aktivite sunduğu.

4.8'e yakın bir pKa ile zayıf bir asittir. Bu molekülün birkaç kimyasal izomeri olmasına rağmen, aktif form S - (+) - ABA, yan zincir 2 ile-cis--4-trans. Form R sadece bazı denemelerde etkinlik göstermiştir.

Etki mekanizması

ABA, tamamen açıklanmayan çok karmaşık bir etki mekanizmasına sahip olmasıyla karakterize edilir..

Bir ABA reseptörünün tanımlanması henüz mümkün olmamıştır - oksinler veya gibberilinler gibi diğer hormonlar için bulunanlar gibi. Bununla birlikte, bazı membran proteinlerinin diğerleri arasında GCR1, RPK1 gibi hormonların sinyallemesinde rol oynadığı görülmektedir..

Ek olarak, hormon sinyalinin iletimi ile ilgili önemli sayıda ikinci haberci bilinmektedir..

Son olarak, PYR / PYL / RCAR reseptörleri, 2C fosfatazlar ve SnRK2 kinazları gibi çeşitli sinyal yolları tanımlanmıştır..

Bitkiler üzerine fonksiyonlar ve etkileri

Absisik asit, çok çeşitli temel bitki işlemlerine bağlanmıştır. Başlıca işlevleri arasında tohumun gelişimi ve çimlenmesinden bahsedebiliriz..

Aynı zamanda soğuk, kuraklık ve yüksek tuz konsantrasyonlu bölgeler gibi aşırı çevresel koşullara verilen cevaplara da katılmaktadır. Daha sonra en alakalı olanı tanımlayacağız:

Su stresi

Bu hormonun su stresinin varlığına katılmasına, hormonun artması ve gen ekspresyonundaki değişimin bitkinin tepkimesinde şart olduğu vurgulanmıştır..

Kuraklık bitkiyi etkilediğinde, yapraklar solmaya başladığı için kanıtlanabilir. Bu noktada, apsisik asit yapraklara geçer ve içinde birikerek stomanın kapanmasına neden olur. Bunlar bitkilerde gaz alışverişine aracılık eden valf benzeri yapılardır..

Apsisik asit kalsiyum üzerine etki eder: ikinci haberci olarak hareket edebilen bir molekül. Bu, koruyucu hücreler olarak adlandırılan stomaları oluşturan hücrelerin plazma zarının dışında bulunan potasyum iyon kanallarının açılışında artışa neden olur..

Böylece, önemli bir su kaybı meydana gelir. Bu ozmotik fenomen bitkinin turgorunda zayıf ve sarkık görünmesini sağlar. Bu sistemin kuraklık sürecine bir uyarı alarmı olarak çalışması önerilmektedir..

Stomanın kapatılmasına ek olarak, bu işlem aynı zamanda 100'den fazla geni etkileyen gen ekspresyonunu yeniden şekillendiren bir dizi yanıtı içerir..

Tohumun dormansi

Tohumun dormansi, bitkilerin, olumsuz çevre koşullarına, diğerlerine göre ışık, su, sıcaklık gibi koşullara dayanmalarını sağlayan adaptif bir fenomendir. Bu aşamalarda filizlenmeyerek, bitkinin büyümesi, çevrenin daha yararlı olduğu zamanlarda sağlanır..

Sonbaharın ortasında veya yaz ortasında çimlenen bir tohumun önlenmesi (bu zamanlarda hayatta kalma şansı çok düşükse) karmaşık bir fizyolojik mekanizma gerektirir.

Tarihsel olarak, bu hormonun büyüme ve gelişmeye zararlı dönemlerde çimlenmeyi durdurmada önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Tohumun olgunlaşma sürecinde, abscisic asit seviyelerinin 100 katına kadar çıkabileceği bulunmuştur..

Adı geçen bitki hormonunun bu yüksek seviyeleri, çimlenme sürecini inhibe eder ve sırayla, aşırı su eksikliğinin direncine yardımcı olan bir grup protein oluşumunu indükler..

Tohumun çimlenmesi: abscisic asidin giderilmesi

Tohumun çimlenmesi ve yaşam döngüsünün tamamlanması için, abscisic asidin yok edilmesi veya etkisiz hale getirilmesi gerekir. Bu amacı yerine getirmenin birkaç yolu var.

Çöllerde, örneğin, abscisik asit, yağmurlu dönemlerde elimine edilir. Diğer tohumlar hormonu etkisiz hale getirmek için ışık veya sıcaklık uyarıcılarına ihtiyaç duyarlar.

Çimlenme olayı, apsisik asit ve gibberilinler arasındaki hormonal denge tarafından yönlendirilir (yaygın olarak bilinen bir başka bitki hormonu). Bitkide hangi maddenin baskın olduğuna göre, çimlenme oluşur veya oluşmaz.

Abscission olayları

Bugün, apsisik asidin, sarının dormansına katılmadığı ve göründüğü gibi ironik, yaprakların imhasına değil, ismini alan sürecin ironik olduğu fikrini destekleyen kanıtlar var..

Şu anda bu hormonun doğrudan abscission fenomenini kontrol etmediği bilinmektedir. Asitin yüksek varlığı yaşlanmanın arttırılmasındaki rolünü ve strese cevap verme, yoksunluktan önceki olayları yansıtır..

Büyüme gecikmesi

Abscisic acid, büyüme hormonlarının bir antagonisti (yani, ters fonksiyonlar oynar) olarak görev yapar: oksinler, siklinler, gibberilinler ve brassinosteroidler.

Sıklıkla, bu antagonistik ilişki, apsisik asit ve çeşitli hormonlar arasında çoklu bir ilişki içerir. Bu şekilde, sebzede fizyolojik bir sonuç düzenlenir..

Bu hormonun bir büyüme inhibitörü olduğu düşünülmesine rağmen, bu hipotezi tam olarak destekleyebilecek somut bir kanıt yoktur..

Genç dokuların önemli miktarda abscisic asit olduğu ve bu hormonda eksik olan mutantların cüceler olduğu bilinmektedir: esas olarak terlemeyi azaltma kabiliyetleri ve abartılı etilen üretimi için.

Sirkadiyen ritimleri

Bitkilerde apsisik asit miktarında günlük dalgalanmalar olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle, hormonun bir sinyal molekülü olarak hareket edebileceği ve bitkinin ışık, sıcaklık ve su miktarındaki dalgalanmaları tahmin etmesine izin verdiği varsayılmaktadır..

Potansiyel kullanımlar

Bahsettiğimiz gibi, abscisic acid sentezi yolu su stresi ile yakından ilgilidir.

Bu nedenle, bu yol ve gen ifadesinin düzenlenmesinde yer alan tüm devre ve bu reaksiyonlarda yer alan enzimler, genetik mühendislik yoluyla yüksek tuz konsantrasyonlarını ve periyotlarını başarıyla tolere eden varyantları üretmek için potansiyel bir hedeftir. su kıtlığı.

referanslar

  1. Campbell, N.A. (2001). Biyoloji: Kavramlar ve ilişkiler. Pearson Eğitimi.
  2. Finkelstein, R. (2013). Absisik asit sentezi ve cevabı. Arabidopsis kitabı / Amerikan Bitki Biyologları Derneği, 11.
  3. Gómez Cadenas, A. (2006). Fitohormonlar, metabolizma ve etki şekli, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín editörleri. CIENCIES.
  4. Himmelbach, A. (1998). Abscisic asitin bitki büyümesini düzenleyen sinyalleşme. Londra Kraliyet Cemiyetinin Felsefi İşlemleri B: Biyolojik Bilimler, 353(1374), 1439-1444.
  5. Nambara, E. ve Marion-Poll, A. (2005). Abscisic acid biyosentezi ve katabolizması. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
  6. Kuzgun, P.H.E, Ray, F. ve Eichhorn, S.E. Bitkilerin biyolojisi. Reverte Editörden.