Fototropism (Română)

există mai multe molecule de semnalizare care ajută planta să determine de unde provine sursa de lumină, iar acestea activează mai multe gene, care schimbă gradienții hormonali permițând plantei să crească spre lumină. Vârful plantei este cunoscut sub numele de coleoptil, care este necesar în detectarea luminii. Porțiunea de mijloc a coleoptilului este zona în care are loc curbura de tragere., La Cholodny–Went ipoteza, dezvoltat în secolul al 20-lea, prezice că în prezența asimetrică a luminii, auxina se va deplasa spre partea umbrită și de a promova alungire a celulelor de pe partea asta a provoca planta la curba spre sursa de lumină. Auxinele activează pompele de protoni, scăzând pH-ul în celulele de pe partea întunecată a plantei. Această acidificare a regiunii peretelui celular activează enzimele cunoscute sub numele de expansine care perturbă legăturile de hidrogen din structura peretelui celular, făcând pereții celulari mai puțin rigizi., În plus, activitatea crescută a pompei de protoni duce la mai multe soluții care intră în celulele plantei pe partea întunecată a plantei, ceea ce crește gradientul osmotic dintre simplast și apoplast al acestor celule vegetale. Apa intră apoi în celule de-a lungul gradientului său osmotic, ducând la o creștere a presiunii turgorului. Scăderea rezistenței peretelui celular și creșterea presiunii de turgor peste un prag de randament determină celulele să se umfle, exercitând presiunea mecanică care conduce mișcarea fototropică.,proteinele codificate de un al doilea grup de gene, genele PIN, s-au dovedit a juca un rol major în fototropism. Sunt transportatori auxin și se crede că sunt responsabili pentru polarizarea locației auxin. În mod specific PIN3 a fost identificat ca purtător auxiliar primar. Este posibil ca fototropinele să primească lumină și să inhibe activitatea kinazei PINOIDE (PID), care apoi promovează activitatea PIN3. Această activare a PIN3 conduce la distribuția asimetrică a auxinei, ceea ce duce apoi la alungirea asimetrică a celulelor din tulpină., mutanții pin3 au avut hipocotili și rădăcini mai scurte decât tipul sălbatic și același fenotip a fost observat la plantele cultivate cu inhibitori de eflux auxin. Folosind etichetarea imunogold anti-PIN3, sa observat mișcarea proteinei PIN3. PIN3 este de obicei localizată la suprafața hipocotilul și stem, dar este, de asemenea, internalizate în prezența Brefeldin A (BFA), o exocitoză inhibitor. Acest mecanism permite repoziționarea PIN3 ca răspuns la un stimul de mediu. Proteinele PIN3 și PIN7 s-au gândit să joace un rol în fototropismul indus de puls., Răspunsurile curburii la mutantul ” pin3 „au fost reduse semnificativ, dar doar ușor reduse la mutanții” pin7″. Există o redundanță printre „PIN1”, „PIN3”, și „PIN7”, dar este de crezut că PIN3 joacă un rol mai mare în puls-a indus phototropism.există fototropine care sunt foarte exprimate în regiunea superioară a coleoptilelor. Există două fototropism principal ele sunt phot1 și phot2. phot2 singur mutanți au phototropic răspunsuri de genul asta de tip sălbatic, dar phot1 phot2 dublu mutanți nu prezintă nici phototropic răspunsuri., Cantitățile de PHOT1 și PHOT2 prezente sunt diferite în funcție de vârsta plantei și de intensitatea luminii. Există o cantitate mare de PHOT2 prezentă în frunzele mature de Arabidopsis și acest lucru a fost observat și în ortologii de orez. Expresia PHOT1 și PHOT2 se schimbă în funcție de prezența luminii albastre sau roșii. A existat o downregulation de PHOT1 ARNm în prezența luminii, dar upregulation de transcriere PHOT2. Nivelurile de ARNm și proteine prezente în plantă au fost dependente de vârsta plantei., Acest lucru sugerează că nivelurile de expresie a fototropinei se schimbă odată cu maturarea frunzelor.Frunzele Mature conțin cloroplaste care sunt esențiale în fotosinteză. Rearanjarea cloroplastelor are loc în diferite medii de lumină pentru a maximiza fotosinteza. Există mai multe gene implicate în fototropismul plantelor, inclusiv gena NPH1 și npl1. Ambii sunt implicați în rearanjarea cloroplastelor. S-a constatat că mutanții dubli nph1 și npl1 au redus răspunsurile fototropice. De fapt, cele două gene sunt redundante în determinarea curburii tulpinii.,

studii Recente arată că mai multe AGC kinaze, cu excepția PHOT1 și PHOT2, sunt implicate în plante phototropism. În primul rând, PINOID, care prezintă o lumină-inductibile expresie model, determină subcelulare transfer de PIN3 timpul phototropic răspunsuri prin fosforilarea directă. În al doilea rând, d6pk și omologii săi D6PKL modulează activitatea de transport a auxinelor PIN3, probabil și prin fosforilare. Al treilea, în amonte de D6PK/D6PKLs, PDK1.1 și PDK1.2 acte esențiale activator pentru aceste AGC kinaze., Interesant, diferite kinaze AGC ar putea participa la diferite etape în timpul progresiei unui răspuns fototropic. D6PK / D6PKLs prezintă o capacitate de a fosforilat mai multe fosfosite decât PINOID. în 2012, Sakai și Haga au subliniat modul în care diferite concentrații de auxină ar putea apărea pe partea umbrită și luminată a tijei, dând naștere unui răspuns fototropic. Au fost propuse cinci modele în ceea ce privește fototropismul stem, folosind Arabidopsis thaliana ca plantă de studiu.,

primul model

în primul model lumina de intrare dezactivează auxin pe partea luminoasă a plantei, permițând părții umbrite să continue să crească și, în cele din urmă, să îndoaie planta spre lumină.

al doilea model

în al doilea model lumina inhibă biosinteza auxinei pe partea luminoasă a plantei, reducând astfel concentrația auxinei în raport cu partea neafectată.,

al treilea model

în al treilea model există un flux orizontal de auxină atât din partea luminoasă, cât și din cea întunecată a plantei. Lumina de intrare face ca mai multă auxină să curgă din partea expusă în partea umbrită, crescând concentrația de auxină pe partea umbrită și, prin urmare, are loc o creștere mai mare.

al patrulea model

în al patrulea model arată planta care primește lumină pentru a inhiba basipetalul auxin până la partea expusă, determinând ca auxina să curgă doar pe partea umbrită.

al cincilea model

modelul cinci cuprinde elemente ale modelului 3 și 4., Fluxul principal auxin în acest model vine de la partea de sus a plantei vertical în jos spre baza plantei cu o parte din auxin călătoresc orizontal de la fluxul principal auxin la ambele părți ale plantei. Primirea luminii inhibă fluxul auxin orizontal din fluxul auxin vertical principal către partea expusă iradiată. Și conform studiului realizat de Sakai și Haga, distribuția auxinei asimetrice observate și răspunsul fototropic ulterior în hipocotili pare a fi cea mai consistentă cu acest al cincilea scenariu.