Existuje několik signálních molekul, které pomáhají rostliny určit, kde je zdroj světla přichází z, a tyto aktivaci několika genů, které mění hormonální přechody umožňuje rostliny rostou směrem ke světlu. Samotná špička rostliny je známá jako coleoptile, která je nezbytná při snímání světla. Střední část coleoptile je oblast, kde dochází k zakřivení výhonku., Na Cholodny–Šel hypotéza, vyvinutý na počátku 20. století, předpovídá, že v přítomnosti asymetrického světla, auxin se bude pohybovat směrem k zastíněné straně a podporují prodlužování buněk, na které straně způsobit, že rostlina křivky směrem ke zdroji světla. Auxiny aktivují protonové pumpy a snižují pH v buňkách na temné straně rostliny. Tato okyselení oblasti buněčné stěny aktivuje enzymy známé jako expanziny, které narušují vodíkové vazby ve struktuře buněčné stěny, takže buněčné stěny jsou méně tuhé., Kromě toho, zvýšení protonové pumpy aktivita vede k více rozpuštěných látek vstupujících do rostlinné buňky na temné straně zařízení, které zvyšuje osmotický gradient mezi symplast a apoplast těchto rostlinných buněk. Voda pak vstupuje do buněk podél osmotického gradientu, což vede ke zvýšení turgorového tlaku. Pokles v buněčné stěně pevnost a zvýšená turgor tlak nad výnosem práh způsobuje buňky, aby se bobtnat, vyvinout mechanický tlak, který pohání phototropic pohybu.,bylo zjištěno, že proteiny kódované druhou skupinou genů, PIN geny, hrají hlavní roli ve fototropismu. Jsou to auxinové transportéry a předpokládá se, že jsou zodpovědné za polarizaci umístění auxinu. Konkrétně PIN3 byl identifikován jako primární auxinový nosič. Je možné, že fototropiny dostávají světlo a inhibují aktivitu PINOIDNÍ kinázy (PID), která pak podporuje aktivitu PIN3. Tato aktivace PIN3 vede k asymetrické distribuci auxinu, což vede k asymetrické protažení buňky ve stonku., pin3 mutanty měly kratší hypokotyly a kořeny než divoký typ a stejný fenotyp byl pozorován u rostlin pěstovaných s inhibitory auxinového efluxu. Pomocí označení Anti-PIN3 immunogold byl pozorován pohyb proteinu PIN3. PIN3 je obvykle lokalizován na povrchu hypokotylu a stonku, ale je také promítnuty v přítomnosti Brefeldin A (BFA), exocytóza inhibitor. Tento mechanismus umožňuje přemístění PIN3 v reakci na environmentální stimul. Předpokládá se, že proteiny PIN3 a PIN7 hrají roli ve fototropismu indukovaném pulsem., Reakce zakřivení v mutantu “ pin3 „byly významně sníženy, ale pouze mírně sníženy u mutantů“ pin7″. Tam je nějaká redundance mezi „PIN1“, „PIN3“, a „PIN7“, ale to je si myslel, že PIN3 hraje větší roli v puls-indukované účinky.
existují fototropiny, které jsou vysoce exprimovány v horní oblasti coleoptiles. Existují dva hlavní fototropismus jsou phot1 a phot2. fot2 jednotlivé mutanty mají fototropní reakce jako u divokého typu, ale fot1 fot2 dvojité mutanty nevykazují žádné fototropní reakce., Množství přítomných FOT1 a FOT2 se liší v závislosti na věku rostliny a intenzitě světla. Ve zralých listech Arabidopsis je přítomno velké množství FOT2 a to bylo také vidět u orthologů rýže. Výraz PHOT1 a PHOT2 se mění v závislosti na přítomnosti modrého nebo červeného světla. Došlo k downregulaci PHOT1 mRNA v přítomnosti světla, ale upregulace PHOT2 přepisu. Hladiny mRNA a bílkovin přítomných v rostlině byly závislé na věku rostliny., To naznačuje, že hladiny exprese fototropinu se mění s dozráváním listů.Zralé listy obsahují chloroplasty, které jsou nezbytné pro fotosyntézu. Chloroplast přeskupení se vyskytuje v různých světelných prostředích s cílem maximalizovat fotosyntézu. Existuje několik genů zapojených do fototropismu rostlin, včetně genu NPH1 a NPL1. Oba se podílejí na přeskupení chloroplastů. Bylo zjištěno, že dvojité mutanty nph1 a npl1 mají snížené fototropní reakce. Ve skutečnosti jsou oba geny nadbytečné při určování zakřivení stonku.,
nedávné studie ukazují, že na fototropismu rostlin se podílí více AGC kináz, s výjimkou FOT1 a FOT2. Za prvé, PINOID, vykazující světelný indukční expresní vzor, určuje subcelulární přemístění PIN3 během fototropních reakcí přímou fosforylací. Za druhé, d6pk a jeho homologové d6pkl modulují transportní aktivitu auxinu PIN3, pravděpodobně také fosforylací. Za třetí, proti proudu d6pk / D6PKLs, PDK1.1 a PDK1.2 působí jako základní aktivátor pro tyto AGC kinázy., Zajímavé je, že různé AGC kinázy se mohou účastnit různých kroků během progrese fototropní odpovědi. D6PK / D6PKLs vykazují schopnost fosforylovat více fosfositů než PINOID.
Pět modelů distribuce auxinu v phototropismEdit
V roce 2012, Sakai a Haga je uvedeno, jak různé koncentrace auxinu může být vznikající na zastíněné a osvětlené straně stonku, porodu phototropic reakci. Pět modelů v oblasti kmenových účinky byly navrženy pomocí Arabidopsis thaliana jako studium rostlin.,
pět modelů ukazujících, jak je auxin přepravován v rostlině Arabidopsis.
První model
první model příchozí světlo deaktivuje auxinu na světlé straně zařízení umožňuje stínované části, aby i nadále roste a nakonec ohyb rostliny za světlem.
Druhý model
Ve druhém modelu světlo inhibuje biosyntézu auxinu na světlé straně zařízení, čímž se snižuje koncentrace auxinu vzhledem k nepostižené straně.,
třetí model
ve třetím modelu je horizontální tok auxinu ze světlé i tmavé strany rostliny. Příchozí světlo způsobuje, že více auxinu proudí z exponované strany na stínovanou stranu, což zvyšuje koncentraci auxinu na stínované straně a tím dochází k většímu růstu.
Čtvrtý model
Ve čtvrtém model ukazuje, rostlina přijímá světlo, které inhibují auxin basipetal dolů na exponované straně, což způsobuje, že auxin pouze stékat zastíněné straně.
pátý model
MODEL five zahrnuje prvky modelu 3 i 4., Hlavním toku auxinu v tomto modelu pochází z horní části rostliny svisle dolů směrem ke spodní části rostliny s některými z auxin cestování vodorovně od hlavního toku auxinu na obou stranách zařízení. Přijímací světlo inhibuje horizontální auxinový tok z hlavního vertikálního auxinového toku na ozářenou exponovanou stranu. A podle studie Sakai a Haga se zdá, že pozorovaná asymetrická distribuce auxinu a následná fototropní reakce v hypokotylech jsou nejvíce konzistentní s tímto pátým scénářem.