Abskisskābes (ABA) darbības mehānisms, funkcijas, ietekme



The abscīskābe (ABA) ir viens no galvenajiem dārzeņu hormoniem. Šī molekula piedalās virknē svarīgu fizioloģisku procesu, piemēram, sēklu dīgtspēju un toleranci pirms vides stresa.

Vēsturiski tas bija saistīts ar abskisskābi ar lapu un augļu absolūciju (tātad arī tā nosaukumu). Tomēr mūsdienās tiek pieņemts, ka ABA tieši nepiedalās šajā procesā. Patiesībā daudzas tradicionālās funkcijas, kas attiecās uz hormoniem, ir apstrīdējušas pašreizējās tehnoloģijas.

Augu audos ūdens trūkums izraisa augļa zudumu auga struktūrās. Šī parādība stimulē ABA sintēzi, izraisot adaptīvā tipa reakcijas, piemēram, stomātu slēgšanu un gēnu ekspresijas modeļa modifikāciju..

ABA ir izolēta arī no sēnēm, baktērijām un dažiem metazoāniem, ieskaitot cilvēkus, lai gan šajās līnijās nav noteikta konkrēta molekulas funkcija..

[TOC]

Vēsturiskā perspektīva

No pirmajiem vielu atklājumiem, kas bija spējīgi darboties kā "augu hormoni", mēs sākām aizdomām, ka vajadzētu būt augšanas kavējošai molekulai..

1949. gadā šī molekula tika izolēta. Pateicoties neaktīvo pumpuru pētījumam, tika konstatēts, ka tie satur nozīmīgu potenciāli inhibējošas vielas daudzumu.

Tas bija atbildīgs par auxīna (augu hormona, kas pazīstams galvenokārt tās līdzdalībai augšanā) bloķēšanu coleoptilēs. Auzas.

Tā kā šī viela inhibē savas īpašības, to sākotnēji sauc par dorminu. Pēc tam daži pētnieki identificēja vielas, kas spēj palielināt abscisācijas procesu lapās, kā arī augļos. Viens no šiem dorminiem tika identificēts ķīmiski, un to sauca par "abscisīnu" - tās darbības laikā.

Turpmākie pētījumi varēja apstiprināt, ka dorminas un abscisinas izsaukumi bija ķīmiski tādi paši un notika ar nosaukumu "abscisic acid"..

Funkcijas

Abskisskābe, saīsināta kā ABA, ir augu hormons, kas iesaistīts virknē fizioloģisku reakciju, piemēram, reakcija uz vides stresa periodiem, embriju nobriešanu, šūnu dalīšanos un pagarināšanos, sēklu dīgtspēju, cita starpā..

Šis hormons ir atrodams visos augos. To var atrast arī dažās ļoti specifiskās sēnīšu, baktēriju un dažu metazoņu sugās - no cnidāriem līdz cilvēkiem.

To sintezē augu plastīdu iekšpusē. Šis anaboliskais ceļš ir molekulas, ko sauc par izopentenilpirofosfātu, priekštecis.

To parasti iegūst no zemākām augļu daļām, īpaši olnīcu apakšējā daļā. Abskisskābes koncentrācija palielinās, kad augļi nokrīt.

Ja abscesskābe eksperimentāli tiek izmantota veģetatīvā pumpuru daļā, lapu primordija kļūst par katafiliem un dzeltenums kļūst par ziemošanas struktūru.

Augu fizioloģiskās atbildes ir sarežģītas un ir iesaistīti vairāki hormoni. Piemēram, šķiet, ka gibberilīniem un citokinīniem ir kontrastējoša iedarbība uz abscīskābes iedarbību.

Struktūra

Strukturāli abscīsa skābes molekulai ir 15 ogles un tā formula ir C15H20O4, kur ogleklis 1 'attēlo optisko aktivitāti.

Tā ir vāja skābe ar pKa tuvu 4.8. Lai gan ir vairākas šīs molekulas ķīmiskās izomēri, aktīvā forma ir S - (+) - ABA ar sānu ķēdi 2.-cis-4-trans. R forma ir parādījusi darbību tikai dažos izmēģinājumos.

Darbības mehānisms

ABA raksturo ļoti sarežģīts darbības mehānisms, kas nav pilnībā atklāts.

Vēl nav bijis iespējams identificēt ABA receptorus, piemēram, citus hormonus, piemēram, auksīnus vai gibberilīnus. Tomēr daži membrānas proteīni, piemēram, ir iesaistīti hormona, piemēram, GCR1, RPK1, signalizācijā..

Turklāt ir zināms ievērojams skaits otro kurjeru, kas iesaistīti hormona signāla pārraidē..

Visbeidzot, ir identificēti vairāki signalizācijas ceļi, piemēram, PYR / PYL / RCAR receptori, 2C fosfatāzes un SnRK2 kināzes..

Funkcijas un ietekme uz augiem

Abskisskābe ir saistīta ar plašu būtisku augu procesu klāstu. Starp tās galvenajām funkcijām var minēt sēklu attīstību un dīgtspēju.

Tā ir iesaistīta arī ekstrēmos vides apstākļos, piemēram, aukstumā, sausumā un reģionos ar augstu sāls koncentrāciju. Tālāk mēs aprakstīsim visatbilstošākos:

Ūdens stress

Uzsvars tika likts uz šī hormona piedalīšanos ūdens stresa klātbūtnē, kur hormona palielināšanās un gēnu ekspresijas modeļa izmaiņas ir būtiskas augu reakcijai..

Kad sausums ietekmē augu, to var pierādīt, jo lapas sāk atlīst. Šajā brīdī abscīskābe ceļo uz lapām un uzkrājas tajās, radot stomata slēgšanu. Tās ir vārstu tipa struktūras, kas veicina gāzveida apmaiņu augos.

Abskisskābe iedarbojas uz kalciju: molekulu, kas spēj darboties kā otrs kurjers. Tas izraisa kālija jonu kanālu atvēršanas palielināšanos šūnu plazmas membrānas ārpusē, kas veido stomata, ko sauc par aizsargsistēmām..

Tādējādi notiek ievērojams ūdens zudums. Šī osmotiskā parādība rada zaudējumus augu augsnē, padarot to par vāju un uzliesmojošu. Ir ierosināts, ka šī sistēma darbojas kā brīdinājuma signāls sausuma procesam.

Papildus stomata slēgšanai šis process ietver arī virkni reakciju, kas pārveido gēnu ekspresiju, ietekmējot vairāk nekā 100 gēnu.

Sēklu neaktivitāte

Sēklu mierīgums ir adaptīvs fenomens, kas ļauj augiem pretoties nelabvēlīgiem vides apstākļiem, cita starpā - gaismai, ūdenim, temperatūrai. Nerodot šajos posmos, auga augšana tiek nodrošināta laikos, kad vide ir labvēlīgāka.

Lai novērstu sēklu dīgšanu rudens vidū vai vasaras vidū (ja šajos laikos izdzīvošanas izredzes ir ļoti zemas), ir nepieciešams komplekss fizioloģisks mehānisms..

Vēsturiski tika uzskatīts, ka šim hormonam ir izšķiroša nozīme, lai apturētu dīgtspēju periodos, kas kaitē augšanai un attīstībai. Ir konstatēts, ka sēklas nogatavināšanas procesa laikā abscīskābes līmenis var palielināties līdz 100 reizēm.

Šie augstie minētā augu hormona līmeņi kavē dīgtspēju, un, savukārt, izraisa olbaltumvielu grupas veidošanos, kas palīdz noturēties pret ekstremālu ūdens trūkumu..

Sēklu dīgšana: abscīskābes izvadīšana

Lai sēklas dīgtu un pabeigtu dzīves ciklu, abscisskābe ir jānovērš vai jāaktivizē. Šim nolūkam ir vairāki veidi.

Piemēram, tuksnešos abscīskābe tiek izvadīta ar lietainiem periodiem. Citām sēklām ir nepieciešams gaismas vai temperatūras stimuls hormona inaktivēšanai.

Dīgtspēju nosaka hormonālais līdzsvars starp abscīskābi un gibberilīniem (vēl viens plaši pazīstams augu hormons). Atbilstoši kādai vielai augā dominē dīgtspēja vai tā nenotiek.

Abscission notikumi

Šodien ir pierādījumi, kas apliecina domu, ka abscīskābe nepiedalās dzeltenuma miera stāvoklī un ironiski, kā tas var šķist, nevis lapu atstumtībā - process, no kura iegūst nosaukumu.

Pašlaik ir zināms, ka šis hormons tieši nekontrolē absolūciju. Augsta skābes klātbūtne atspoguļo tās lomu novecošanās veicināšanā un reakcijā uz stresu, notikumiem, kas ir pirms absolūcijas.

Aizkavēšanās izaugsmē

Abskisskābe darbojas kā augšanas hormonu antagonists (ti, spēlē pretējās funkcijas): auksīni, ciklīnīni, gibberilīni un brassinosteroīdi.

Bieži vien šī antagonistiskā saistība ietver daudzkārtēju saistību starp abscīskābi un dažādiem hormoniem. Šādā veidā dārzeņos tiek organizēts fizioloģisks rezultāts.

Lai gan šis hormons ir uzskatāms par augšanas inhibitoru, joprojām nav konkrētu pierādījumu, kas varētu pilnībā atbalstīt šo hipotēzi..

Ir zināms, ka jauniem audiem ir ievērojams abscesu skābju daudzums un šajā hormonā trūkst mutanti, kas ir punduri: galvenokārt to spējas samazināt svīšanu un pārspīlētu etilēna ražošanu.

Cirkadianritmi

Ir noskaidrots, ka augsnēs ir ikdienas abscisskābes daudzuma svārstības. Tādēļ tiek pieņemts, ka hormons var darboties kā signāla molekula, ļaujot augam paredzēt gaismas, temperatūras un ūdens daudzuma svārstības..

Iespējamie izmantošanas veidi

Kā jau minējām, abscisskābes sintēzes ceļš ir ļoti saistīts ar ūdens stresu.

Tādēļ šis ceļš un visa ķēde, kas iesaistīta gēnu ekspresijas regulēšanā un šajās reakcijās iesaistītajos fermentos, ir potenciāls mērķis, izmantojot gēnu inženierijas, variantus, kas veiksmīgi panes augstu sāls koncentrāciju un periodus. ūdens trūkums.

Atsauces

  1. Campbell, N. A. (2001). Bioloģija: jēdzieni un attiecības. Pearson Education.
  2. Finkelšteins, R. (2013). Abskisskābes sintēze un reakcija. Arabidopsis grāmata / Amerikas augu biologu biedrība, 11.
  3. Gómez Cadenas, A. (2006). Fitohormoni, metabolisms un darbības veids, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín redaktori. Ciències.
  4. Himmelbach, A. (1998). Absizskābes signalizācija, lai regulētu augu augšanu. Londonas Royal Society filozofiskie darījumi: Bioloģijas zinātnes, 353(1374), 1439-1444.
  5. Nambara, E., un Marion-Poll, A. (2005). Abskisskābes biosintēze un katabolisms. Annu. Aug. Biol., 56, 165-185.
  6. Raven, P. H. E., Ray, F., & Eichhorn, S.E. Augu bioloģija. Reverté Editorial.