• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy odkryli, jak hormon roślinny wywołuje reakcję genetyczną

    20.04.2011. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    W ramach finansowanego ze środków unijnych projektu badającego, jak hormon roślinny zwany auksyną wywołuje niektóre reakcje odkryto, że rozwój embrionalny roślin wykazuje podobieństwa do ścieżki sygnałowej w embrionalnych komórkach macierzystych ssaków.

    Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Cell Biology, zostały dofinansowane z wewnątrzeuropejskiego stypendium Marie Curie (EIF) w ramach tematu "Mobilność" Szóstego Programu Ramowego (6PR).

    Na etapie rozwoju organizmów pojawiają się wielokrotnie rozmaite sygnały, które wywołują określone działania. Niemniej wywołane w ten sposób procesy muszą również zostać podtrzymane. Auksyna, hormon roślinny, działa jak molekuła sygnałowa w czasie rozwoju embrionalnego rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana), rośliny modelowej często wykorzystywanej w badaniach genetycznych.

    Czerpiąc z dorobku wcześniejszych prac nad auksyną, niemieccy naukowcy z Instytutu Biologii Rozwoju im. Maxa Plancka i Uniwersytetu w Tübingen połączyli teraz kilka komponentów w sieć regulacyjną, która umożliwia podwyższonemu stężeniu auksyny "włączać" geny potrzebne do normalnego rozwoju embriona. Po osiągnięciu pewnego punktu, reakcje utrwalają się lub ustają jedynie stopniowo, nawet jeżeli stężenie auksyny spada.

    Zwykle embrion roślinny przekształca się w rozsadę zanim stanie się pełnoprawną rośliną z korzeniami, łodygą, liśćmi i kwiatami. Te podwaliny rozwojowe są kładzione w okresie wczesnego rozwoju embrionalnego. Auksyna jest ważnym przekaźnikiem sygnałowym w tej fazie rozwoju, sprzyjając na przykład rozpadowi inhibitora, który powstrzymuje niektóre czynniki przed aktywowaniem docelowych genów.

    Na wczesnym etapie rozwoju embrionalnego stężenie auksyny wzrasta w komórkach zlokalizowanych na szczycie embriona, z którego uformują się później nadziemne części rośliny. Niedługo później auksyna jest transportowana do niżej położonych komórek.

    Jednakże nie wyjaśnia to w pełni, jaką dokładnie rolę pełni ten hormon w kształtowaniu schematu embriona. Aby wyjaśnić niektóre z tych niewiadomych dotyczących efektu działania auksyny, naukowcy skupili się początkowo na uproszczonym układzie. Zamiast przeprowadzać doświadczenia z embrionami rzodkiewnika pospolitego, pracowali z jego protoplastami, czyli żywymi komórkami pozbawionymi ściany komórkowej w mniej złożonym środowisku. Warunki testowe z wykorzystaniem protoplastów można dosyć dogodnie różnicować, a pomiar aktywności genów w tych komórkach jest stosunkowo łatwy.

    Wykorzystując ten układ zespół przetestował skutki czynnika aktywującego geny zwanego MONOPTEROS i jego inhibitora o nazwie BODENLOS. Wyniki pokazały, że MONOPTEROS pobudza zarówno własne wytwarzanie, jak i swojego inhibitora BODENLOS poprzez tworzenie układu dwóch powiązanych sprzężeń zwrotnych. Układ jest kontrolowany przez auksynę, która pobudza rozpad inhibitora.

    Wraz ze wzrostem stężenia auksyny, wzrasta również rozpad inhibitora BODENLOS. To przekłada się na słabsze blokowanie czynnika MONOPTEROS. Po osiągnięciu pewnego stężenia auksyny, układ MONOPTEROS-BODENLOS przechodzi na wyższy poziom aktywności.

    "Wszystko wskazuje na to, że auksyna uruchamia przełącznik w układzie. Tak długo jak stężenie auksyny nie spadnie poniżej pewnego poziomu, aktywowany układ nie cofnie się do poziomu początkowego, nawet jeżeli większość auksyny zostanie przetransportowana gdzie indziej" - mówi kierownik naukowy Steffen Lau.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Białka Aux/IAA (ang. Auxin/Indole-3-Acetic Acid) – rodzaj białek związanych z odpowiedzią na działanie auksyny. Poprzez negatywną regulację aktywności czynników transkrypcyjnych ARF (ang. Auxin Response Factor) regulują poziom ekspresji genów zależnych od działania auksyny.

    Kwas 1-naftylooctowy, też: kwas naftylo-1-octowy lub kwas α-naftylooctowy (NAA z ang. 1-naphthaleneacetic acid) – organiczny związek chemiczny, zaliczany do regulatorów wzrostu i rozwoju roślin. Jest to syntetyczna auksyna stosowana jako ukorzeniacz sadzonek roślin. Między innymi jest składnikiem czynnym preparatu stosowanego do poprawiania wielkości i wybarwienia jabłek oraz redukcji zawiązywania owoców jabłoni – Pomonit 505 SL oraz wielu ukorzeniaczy w proszku stymulujących wytwarzanie korzeniu w sadzonkach pędowych.

    Wzrost kwasowy – koncepcja wyjaśniająca mechanizm stymulacji wzrostu objętościowego komórek roślinnych przez auksyny w wyniku zakwaszenia środowiska ściany komórkowej.

    Auksyny – grupa substancji chemicznych zaliczanych do hormonów roślinnych. Stymulują wzrost roślin oraz wpływają na kształtowanie się owoców partenokarpicznych) i odgrywają istotną rolę w procesach adaptacji takich jak fototropizm i geotropizm. Auksyny wykazują cechy zarówno hormonów w znaczeniu zbliżonym do pojęcia używanego na określenie substancji regulacyjnych ssaków oraz cechy morfogenów, czyli substancji regulujących proces morfogenezy roślin. Pierwszą odkrytą auksyną jest kwas indolilooctowy (IAA). Jest on syntezowany w merystemie wierzchołkowym pędu, młodych liściach, zarodku oraz w małych ilościach w korzeniu. Transport IAA przez parenchymę ma unikatowy charakter. Jest on wolny (5-20 mm/h) i kierunkowy (polarny), jednak nie jest zależny od grawitacji. Ponadto IAA przemieszcza się szybko i bezkierunkowo poprzez floem (5-20 cm/h).

    Auksyny – grupa substancji chemicznych zaliczanych do hormonów roślinnych. Stymulują wzrost roślin oraz wpływają na kształtowanie się owoców partenokarpicznych) i odgrywają istotną rolę w procesach adaptacji takich jak fototropizm i geotropizm. Auksyny wykazują cechy zarówno hormonów w znaczeniu zbliżonym do pojęcia używanego na określenie substancji regulacyjnych ssaków oraz cechy morfogenów, czyli substancji regulujących proces morfogenezy roślin. Pierwszą odkrytą auksyną jest kwas indolilooctowy (IAA). Jest on syntezowany w merystemie wierzchołkowym pędu, młodych liściach, zarodku oraz w małych ilościach w korzeniu. Transport IAA przez parenchymę ma unikatowy charakter. Jest on wolny (5-20 mm/h) i kierunkowy (polarny), jednak nie jest zależny od grawitacji. Ponadto IAA przemieszcza się szybko i bezkierunkowo poprzez floem (5-20 cm/h).

    Kwas indolilooctowy (IAA z ang. indoleacetic acid) – organiczny związek chemiczny zbudowany z reszt indolu i kwasu octowego; hormon roślinny z grupy naturalnych auksyn. Reguluje wzrost i rozwój roślin. Struktura IAA jest podobna do aminokwasu tryptofanu, z którego jest syntetyzowany przez rośliny. Fitohormon IAA jest syntetyzowany w merystemie wierzchołkowym pędu, liściach i nasionach.

    Morfaktyny – grupa syntetycznych regulatorów wzrostu i rozwoju roślin, których działanie związane jest z zahamowaniem transportu auksyn. Wpływ pochodnych fluorenu na morfogenezę roślin zaobserwowano w latach 60. XX wieku.

    Dodano: 20.04.2011. 17:26  


    Najnowsze