חומצה אבסיסית (ABA) מנגנון פעולה, פונקציות, אפקטים

ה חומצה אבסיסית (ABA) הוא אחד ההורמונים העיקריים בירקות. מולקולה זו משתתפת בסדרה של תהליכים פיזיולוגיים חיוניים, כגון נביטת זרעים וסובלנות לפני לחץ סביבתי.

מבחינה היסטורית, הוא נהג להתייחס לחומצה אבסיסית עם תהליך ההפקרה של עלים ופירות (ומכאן שמו). עם זאת, כיום מקובל כי ABA לא להשתתף ישירות בתהליך זה. למעשה, רבים מן הפונקציות המסורתיות אשר יוחסו הורמונים כבר לערער על ידי טכנולוגיות הנוכחי.

ברקמות הצמח, מחסור במים מוביל לאובדן של turgor במבנים של הצמח. תופעה זו מגרה את הסינתזה של ABA, המפעילה תגובות מהסוג ההסתגלותי, כגון סגירת הסטומאטה ושינוי תבנית הביטוי של הגנים.

ה- ABA גם מבודד מ פטריות, חיידקים וכמה metazoans - כולל בני אדם, אם כי לא פונקציה מסוימת של המולקולה נקבעה בשושלות אלה..

[TOC]

נקודת מבט היסטורית

מן התגליות הראשונות של חומרים שיש להם את היכולת לפעול "הורמוני הצמח", התחלנו לחשוד כי צריכה להיות מולקולה מעכבת הצמיחה.

ב- 1949 היתה המולקולה הזאת מבודדת. בזכות המחקר של ניצנים רדומים, נקבע כי אלה מכילים כמויות חשובות של חומר מעכב פוטנציאלי.

זה היה אחראי לחסימת הפעולה של אוקסין (הורמון הצמח הידוע בעיקר על השתתפותו בצמיחה) ב coleoptiles של שיבולת שועל.

בגלל המאפיינים המעכבים שלה, חומר זה נקרא בתחילה dormin. לאחר מכן, כמה חוקרים זיהו חומרים המסוגלים להגדיל את תהליך ההתכחשות בעלים, וגם בפירות. אחד מאותם דורמינים זוהה כימית ונקרא "abscisina" - על ידי פעולתו במהלך ההתעללות.

החקירות הבאות היו מסוגלים לאמת כי שיחות dorminas ו abscisinas היו כימית את אותו חומר, ו קרה נקראו "חומצה אבציסי".

תכונות

חומצה אבסיסית, מקוצרת כ- ABA, היא הורמון צמחי המעורב בסדרה של תגובות פיזיולוגיות, כגון תגובות לתקופות של לחץ סביבתי, התבגרות של העובר, חלוקה לתא ותארכות, נביטת הזרע, בין היתר..

הורמון זה נמצא בכל הצמחים. זה יכול להימצא גם כמה מינים ספציפיים מאוד של פטריות, חיידקים וכמה metazoans - מ cididians לבני אדם.

הוא מסונתז בפנים של plastids צמח. זה מסלול anabolic יש כמבשר את המולקולה הנקראת isopentenyl pyrophosphate.

זה מתקבל בדרך כלל מן החלקים נחות של פירות, במיוחד באזור התחתון של השחלה. חומצה אבסיסי גדל בריכוז כאשר נפילת הפירות גישות.

אם חומצה אבציסית מוחלת בצורה ניסויית בחלק של ניצני הצומח, פרימורדיה עלה להיות cataphylls והחלמון הופך מבנה החורף.

התגובות הפיזיולוגיות של הצמחים מורכבות ומספר הורמונים מעורבים. לדוגמה, gibberilins ו ציטוקינינים נראה שיש השפעות מנוגדות לאלה של חומצה אבציסי.

מבנה

מבחינה מבנית מולקולת חומצה אבסיסי יש 15 פחמנים הנוסחה שלה היא C₁₅ח₂₀הו₄, שבו פחמן 1 'מציג פעילות אופטית.

זוהי חומצה חלשה עם pKa קרוב ל 4.8. אמנם יש כמה איזומרים כימיים של מולקולה זו, הצורה הפעילה היא S - (+) - ABA, עם שרשרת הצד 2-cis-4-independent. טופס R הראה פעילות רק בכמה ניסויים.

מנגנון פעולה

ה- ABA מאופיין במנגנון פעולה מורכב מאוד, שלא התגלה במלואו.

עדיין לא ניתן לזהות קולטן ABA - כמו אלה שנמצאו עבור הורמונים אחרים, כגון אוקסין או ג'יברילינים. עם זאת, כמה חלבונים ממברנה נראה מעורב באיתות של ההורמון, כגון GCR1, RPK1, בין היתר..

בנוסף, מספר משמעותי של שליחים השני מעורב בהולכת האות ההורמון ידועים..

לבסוף, אותרו מסלולי איתות שונים, כגון קולטני PYR / PYL / RCAR, 2C phosphatases ו- SNRK2 קינאזות..

פונקציות ואפקטים על צמחים

חומצה אבסיסית נקשרה למגוון רחב של תהליכי צמחים חיוניים. בין הפונקציות העיקריות שלה אנו יכולים להזכיר את הפיתוח ואת נביטה של ​​הזרע.

הוא מעורב גם בתגובות לתנאים סביבתיים קיצוניים, כגון קר, בצורת ואזורים עם ריכוז מלח גבוה. הבא נתאר את הרלוונטי ביותר:

לחץ על המים

הדגש הושם על ההשתתפות של הורמון זה בנוכחות לחץ מים, שבו הגידול של ההורמון ואת השינוי דפוס של ביטוי גנטי חיוני בתגובה של הצמח.

כאשר הבצורת משפיעה על הצמח, זה יכול להיות מעידים כי העלים מתחילים לנבול. בשלב זה, חומצה אבסיסי נוסע עלים מצטבר בהם, יצירת סגירת של stomata. אלה הם מבנים דמויי שסתום, המתווכים חילופי גזים בצמחים.

חומצה אבסיסית פועלת על סידן: מולקולה המסוגלת לפעול כשליחה שנייה. זה גורם לעלייה של פתיחת תעלות יון אשלגן הממוקם בחלק החיצוני של קרום הפלזמה של התאים המרכיבות את stomata, קרא תאים השומר..

כך, אובדן משמעותי של מים מתרחשת. התופעה האוסמוטית הזו יוצרת אובדן במפרצו של הצמח, מה שהופך אותו להיראות חלש ורפוי. מוצע כי מערכת זו פועלת כאזהרה אזהרה על תהליך הבצורת.

בנוסף לסגירת הסטומאטה, תהליך זה כולל גם סדרה של תגובות המעצבות ביטוי גנים, המשפיעות על יותר מ -100 גנים.

תרדמה של הזרע

התרדמה של הזרע היא תופעה אדפטיבית המאפשרת לצמחים להתנגד לתנאים סביבתיים שליליים, בין אם זה אור, מים, טמפרטורה, בין היתר. על ידי לא נובט בשלבים אלה, הצמיחה של המפעל מובטחת בזמנים שבהם הסביבה היא נדיבה יותר.

מניעת זרע נובט באמצע הסתיו או באמצע הקיץ (אם זה עושה בזמנים אלה סיכויי ההישרדות נמוכים מאוד) מחייב מנגנון פיזיולוגי מורכב.

מבחינה היסטורית זה נחשב כי ההורמון הזה ממלא תפקיד מכריע לעצור נביטה בתקופות כי הם מזיקים לצמיחה ופיתוח. זה כבר נמצא כי רמות חומצה אבציסי יכול להגדיל עד 100 פעמים במהלך תהליך ההבשלה של הזרע.

אלה רמות גבוהות של הורמון הצמח אמר לעכב את תהליך הנביטה, בתורו, לגרום להיווצרות של קבוצה של חלבונים המסייעים להתנגדות של חוסר מים קיצוניים.

הנביטה של ​​הזרע: חיסול של חומצה אבציסית

על מנת הזרע לנבוט ולהשלים את מחזור החיים שלה, חומצה אבסקיסי חייב להיות בוטלו או בלתי פעיל. ישנן מספר דרכים להגשים מטרה זו.

במדבריות, למשל, חומצה אבציסית מסולקת דרך תקופות גשומות. זרעים אחרים צריכים אור או טמפרטורות גירוי כדי להשבית את ההורמון.

אירוע הנביטה מופנה על ידי איזון הורמונלי בין חומצה אבציסית ו gibberilins (הורמון צמח ידוע אחר). לפיו החומר שולט במפעל, נביטה מתרחשת או לא מתרחשת.

אירועי הפסילה

כיום יש ראיות התומכות ברעיון שחומצה אבסיסית אינה משתתפת בחלמון החלמון, ואירונית ככל שהדבר נראה, לא בהיפטרות של תהליך העלים שממנו נובעת שמו.

כיום ידוע כי הורמון זה אינו שולט ישירות על תופעת הנטישה. נוכחות גבוהה של חומצה משקפת את תפקידה בקידום ההזדקנות ואת התגובה ללחץ, אירועים שקדמו להפקרות.

עיכוב בצמיחה

חומצה אבסיסית משמשת אנטגוניסטית (כלומר, משחקת מול פונקציות) של הורמוני גדילה: auxins, cyclinins, gibberilins ו brassinosteroids.

לעתים קרובות, מערכת יחסים אנטגוניסטית זו כוללת יחסים מרובים בין חומצה אבסיסית לבין הורמונים שונים. בדרך זו, תוצאה פיזיולוגית מתוזמנת בירק.

למרות שהורמון זה נחשב למעכב צמיחה, עדיין אין ראיות קונקרטיות שיכולות לתמוך באופן מלא בהשערה זו..

זה ידוע כי רקמות צעירות יש כמויות משמעותיות של חומצות אבציסיות מוטציות לקוי בהורמון זה הם גמדים: בעיקר על יכולתם להפחית זיעה ועל הייצור מוגזם של אתילן.

מקצבים היממה

נקבע כי קיימות תנודות יומיות בכמות החומצה האבסיתית בצמחים. בגלל זה, הוא הניח כי ההורמון יכול לשמש מולקולה האות, ומאפשר הצמח לחזות תנודות באור, טמפרטורה כמות המים.

שימושים אפשריים

כפי שציינו, נתיב סינתזה אבסיסי קשור מאוד ללחץ מים.

לכן, מסלול זה והמעגל כולו המעורב בויסות ביטוי גנים ואנזימים המעורבים בתגובות אלה, הם יעד פוטנציאלי ליצור, באמצעות הנדסה גנטית, גרסאות שמצליחות בהצלחה בריכוז גבוה של מלח ובתקופות של מחסור במים.

הפניות

1. קמפבל, נ 'א. (2001). ביולוגיה: מושגים ומערכות יחסים. חינוך פירסון.
2. פינקלשטיין, ר '(2013). אבקת חומצה סינתזה ותגובה. ספר ארבידופסיס / האגודה האמריקנית לביולוגים של הצמח, 11.
3. Gummez Cadenas, A. (2006). Phytohormones, מטבוליזם ומצב פעולה, Aurelio Gómez Cadenas, עורכי פילאר גרסיה אגוסטין. Ciències.
4. הימלבך, א. (1998). איתות של חומצה אבסיסית כדי לווסת את צמיחת הצמח. עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית של לונדון ב: מדעי הביולוגיה, 353(1374), 1439-1444.
5. Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). ביוסינתזה של חומצה אבסיבית וקטבוליזם. אנו. מפעל צמח Biol., 56, 165-185.
6. Raven, P. H. E., Ray, F., & Eichhorn, S. E. ביולוגיה של צמחים. Reverté העריכה.