számos jelátviteli molekula segít a növénynek meghatározni, honnan származik a fényforrás, és ezek több gént aktiválnak, amelyek megváltoztatják a hormon gradienseket, amelyek lehetővé teszik a növény számára, hogy a fény felé növekedjen. A növény csúcsát coleoptile néven ismerik, amely a fényérzékeléshez szükséges. A coleoptile középső része az a terület, ahol a hajtás görbülete megtörténik., A 20. század elején kifejlesztett Cholodny–Went hipotézis azt jósolja, hogy aszimmetrikus fény jelenlétében az auxin az árnyékolt oldal felé mozog, és elősegíti a sejtek megnyúlását azon az oldalon, hogy a növény a fényforrás felé görbüljön. Az auxinok aktiválják a protonpumpákat, csökkentve a pH-t a sejtekben a növény sötét oldalán. Ez a savasodás a sejtfal régió aktiválja enzimek ismert expansins amelyek megzavarják a hidrogén kötések a sejtfal szerkezetét, így a sejtfalak kevésbé merev., Ezenkívül a megnövekedett protonpumpa-aktivitás több oldott anyagot eredményez a növény sötét oldalán lévő növényi sejtekbe, ami növeli az ozmotikus gradienst ezen növényi sejtek szimplasztja és apoplasztja között. A víz ezután az ozmotikus gradiens mentén belép a sejtekbe, ami a turgornyomás növekedéséhez vezet. A sejtfal szilárdságának csökkenése és a termésküszöb feletti megnövekedett turgor-nyomás hatására a sejtek megduzzadnak, kifejtve a fototróp mozgást hajtó mechanikai nyomást.,
A gének egy második csoportja, a PIN gének által kódolt fehérjék jelentős szerepet játszanak a fototropizmusban. Ezek auxin transzporterek, és úgy gondolják, hogy felelősek az auxin hely polarizációjáért. Kifejezetten PIN3 azonosították az elsődleges auxin hordozó. Lehetséges, hogy a fototropinok fényt kapnak, gátolják a PINOID kináz (PID) aktivitását, ami elősegíti a PIN3 aktivitását. A PIN3 aktiválása az auxin aszimmetrikus eloszlásához vezet, ami ezután a sejtek aszimmetrikus megnyúlásához vezet a szárban., a pin3 mutánsoknak rövidebb hipocotiljeik és gyökereik voltak, mint a vad típusnak, és ugyanez a fenotípus volt megfigyelhető az auxin efflux inhibitorokkal termesztett növényekben is. Az anti-PIN3 immunogold címkézéssel megfigyelték a PIN3 fehérje mozgását. A PIN3 általában a hypocotyl és a stem felszínére lokalizálódik, de a Brefeldin a (BFA), egy exocytosis inhibitor jelenlétében is internalizálódik. Ez a mechanizmus lehetővé teszi a PIN3 áthelyezését egy környezeti ingerre adott válaszként. Úgy gondolták, hogy a PIN3 és a PIN7 fehérjék szerepet játszanak az impulzus által kiváltott fototropizmusban., A “pin3” mutáns görbületi válaszai jelentősen csökkentek, de csak kissé csökkentek a “pin7” mutánsokban. Van némi redundancia a “PIN1”, “PIN3” és “PIN7” között, de úgy gondolják, hogy a PIN3 nagyobb szerepet játszik az impulzus által kiváltott fototropizmusban.
vannak fototropinok, amelyek erősen expresszálódnak a coleoptiles felső régiójában. Két fő fototropizmus létezik: a phot1 és a phot2. fot2 egyetlen mutánsok fototróp válaszok, mint a vad típusú, de phot1 phot2 kettős mutánsok nem mutatnak semmilyen fototróp válaszokat., A jelen lévő FOT1 és FOT2 mennyisége a növény korától és a fény intenzitásától függően eltérő. Az érett Arabidopsis levelekben nagy mennyiségű FOT2 van jelen, ezt a rizs ortológjaiban is megfigyelték. A FOT1 és a PHOT2 expressziója a kék vagy vörös fény jelenlététől függően változik. A fény jelenlétében csökkent a PHOT1 mRNS, de a FOT2 átirat szabályozása. A növényben jelen lévő mRNS és fehérje szintje a növény korától függött., Ez arra utal, hogy a fototropin expressziós szintje megváltozik a levelek érlelésével.Az érett levelek kloroplasztokat tartalmaznak, amelyek nélkülözhetetlenek a fotoszintézisben. A kloroplaszt átrendeződése különböző fénykörnyezetekben történik a fotoszintézis maximalizálása érdekében. Számos gén vesz részt a növényi fototropizmusban, köztük az NPH1 és az NPL1 gén. Mindketten részt vesznek a kloroplaszt átrendeződésében. Az nph1 és npl1 kettős mutánsokról megállapították, hogy csökkent fototróp válaszokkal rendelkeznek. Valójában a két gén mindkettő redundáns a szár görbületének meghatározásában.,
a legújabb vizsgálatok azt mutatják, hogy a fot1 és a PHOT2 kivételével több AGC kináz is részt vesz a növényi fototropizmusban. Először is, a PINOID, amely fényindukálható expressziós mintát mutat, meghatározza a PIN3 szubcelluláris áthelyezését a fototróp válaszok során közvetlen foszforiláció útján. Másodszor, a D6PK és d6pkl homológjai modulálják a PIN3 auxin transzport aktivitását, valószínűleg foszforilációval is. Harmadszor, a D6PK/D6PKLs, a PDK1.1 és a PDK1.2 előtt ezek az AGC kinázok alapvető aktivátorként működnek., Érdekes módon a különböző AGC kinázok különböző lépésekben vehetnek részt a fototróp válasz előrehaladása során. A D6PK / D6PKLs képes több foszfozit foszforilálására, mint a PINOID.
Öt modellek azonosítására megoszlása phototropismEdit
2012-Ben, Sakai, valamint Haga vázolt hogy a különböző azonosítására koncentrációban lehet keletkező árnyékolt, kivilágított oldalán, a szár, a szülés, hogy phototropic válasz. Öt modellt javasoltak a szár fototropizmusára vonatkozóan, az Arabidopsis thaliana mint vizsgálati növény felhasználásával.,
öt modell, amely bemutatja, hogyan szállítják az auxint az Arabidopsis üzemben.
első modell
az első modellben a bejövő fény deaktiválja az auxint a növény világos oldalán, így az árnyékolt rész tovább növekszik, majd végül a fény felé hajlik.
második modell
a második modellben a fény gátolja az auxin bioszintézist a növény könnyű oldalán, ezáltal csökkentve az auxin koncentrációját az érintetlen oldalhoz képest.,
harmadik modell
a harmadik modellben az auxin vízszintes áramlása van mind a növény világos, mind sötét oldaláról. A bejövő fény hatására több auxin áramlik a kitett oldalról az árnyékolt oldalra, növelve az auxin koncentrációját az árnyékolt oldalon, így nagyobb növekedés következik be.
negyedik modell
a negyedik modellben azt mutatja, hogy a növény fényt kap, hogy gátolja az auxin basipetal-t a kitett oldalra, így az auxin csak az árnyékolt oldalon áramlik le.
ötödik modell
Az ötödik modell mind a 3., mind a 4. modell elemeit tartalmazza., A fő auxin áramlás ebben a modellben a növény tetejéről függőlegesen lefelé a növény alja felé halad, az auxin egy része vízszintesen halad a fő auxin áramlástól a növény mindkét oldalára. A fény fogadása gátolja a vízszintes auxin áramlást a fő függőleges auxin áramlástól a besugárzott kitett oldalig. Sakai és Haga tanulmánya szerint a megfigyelt aszimmetrikus auxin Eloszlás és az azt követő fototróp válasz a hypocotyls-ben a leginkább összhangban van ezzel az ötödik forgatókönyvvel.