ABSZCISZINSAV (ABA): FUNKCIÓK ÉS HATÁSOK - BIOLÓGIA - 2026

Az abszciszinsav (ABA) a növények egyik fő hormonja. Ez a molekula olyan alapvető fiziológiai folyamatok sorozatában vesz részt, mint például a mag csírázása és a környezeti stressz toleranciája.

A történetileg az abszciszinsavat a levelek és gyümölcsök ürülési folyamatához (így a neve) társították. Ma azonban elfogadott tény, hogy az ABA közvetlenül nem vesz részt ebben a folyamatban. Valójában a hormonoknak tulajdonított hagyományos funkciók sokaságát a jelenlegi technológiák vitatják.

Forrás: Charlesy (talkcontribs), a Wikimedia Commonsból

A növényi szövetekben a vízhiány a növényszerkezetek turgorjának elvesztéséhez vezet. Ez a jelenség serkenti az ABA szintézisét, kiváltva az adaptív típusú válaszokat, mint például a sztóma bezárása és a gének expressziós mintázatának módosítása.

Az ABA-t izolálták gombákból, baktériumokból és néhány metazoánból is - beleértve az embereket is, bár a molekula specifikus funkcióját ezekben a vonalakban nem határozták meg.

Történelmi perspektíva

Azon anyagok első felfedezése óta, amelyek képesek "növényi hormonokként" működni, azt gyanították, hogy létezik egy növekedést gátló molekula.

1949-ben ezt a molekulát elkülönítették. A nyugalmi rügyek vizsgálatának köszönhetően meghatározható volt, hogy ezek jelentős mennyiségű potenciálisan gátló anyagot tartalmaznak.

Ez az auxin (főként a növekedésben való részvételéről ismert növényi hormon) zab-koleoptilisben történő hatásának gátlásáért felelős.

Gátló tulajdonságai miatt ezt az anyagot kezdetben dorminoknak nevezték. Ezt követően néhány kutató olyan anyagokat azonosított, amelyek képesek fokozni a levelekben és a gyümölcsökben a kiszivárgás folyamatát. Ezen egyik dormin kémiailag azonosításra került, és "abscisin" -nek nevezték el - az abszcisszió során kifejtett hatása révén.

A következő vizsgálatok megerősíthetik, hogy az úgynevezett dorminok és abszciszinok kémiailag ugyanaz az anyag, és "abszciszinsav" -nak nevezték el.

jellemzők

Az abszciszinsav, rövidítve ABA, egy olyan növényi hormon, amely fiziológiai reakciók sorozatában vesz részt, mint például a környezeti stressz periódusaira, az embriók érésére, a sejtek megosztására és meghosszabbodására adott válaszok, többek között a mag csírázása során.

Ez a hormon megtalálható minden növényben. Ez megtalálható néhány nagyon specifikus gombafajban, baktériumokban és néhány metazoánban - a cnidarianusoktól az emberekig.

Szintetizálódik növényi plasztidokban. Ennek az anabolikus útnak az előfutára a izopentenil-pirofoszfátnak nevezett molekula.

Általában a gyümölcs alsó részéből nyerik, különösen a petefészek alsó részén. A abscissav koncentrációja növekszik, amikor a gyümölcsök esik.

Ha az abszciszinsavat kísérletileg felvisszük a vegetatív rügyek egy részére, akkor a lombozat primordia kataphilekké válik, és a rügy telelő struktúrává válik.

A növények élettani reakciói összetettek és különféle hormonok szerepet játszanak. Például a giberillineknek és a citokinineknek kontraszthatása van az abszciszinsavval szemben.

Szerkezet

Szerkezetileg, a abszcizinsav molekula 15 szénatomot és annak képlet C ₁₅ H ₂₀ O ₄, ahol a szén 1 „van optikai aktivitás.

Ez egy gyenge sav, amelynek pKa-ja megközelítőleg 4,8. Bár ennek a molekulának több kémiai izomerje van, az aktív forma S - (+) - ABA, a 2-cisz-4-transz oldallánccal. Az R forma csak bizonyos tesztekben mutatott aktivitást.

A cselekvés mechanizmusa

Az ABA-t nagyon bonyolult hatásmechanizmus jellemzi, amelyet még nem fedtek le teljesen.

Még nem sikerült azonosítani az ABA-receptort - hasonlóan más hormonokhoz, például auxinokhoz vagy giberellinekhez. Úgy tűnik azonban, hogy néhány membránfehérje részt vesz a hormonjelzésben, például többek között a GCR1, RPK1.

Ezen felül, a hormonjel továbbításában jelentős számú második hírvivőről ismertek.

Végül számos jelátviteli útvonalat azonosítottak, mint például a PYR / PYL / RCAR receptorok, 2C foszfatázok és SnRK2 kinázok.

Funkciók és hatások a növényekre

Az abszciszinsavat az alapvető növényi folyamatok széles skálájához kapcsolják. Fő funkciói között megemlíthetjük a vetőmag fejlődését és csírázását.

Szintén részt vesz a szélsőséges környezeti körülményekre, például a hidegre, az aszályra és a magas sókoncentrációjú régiókra adott válaszokban. Az alábbiakban írjuk le a legfontosabb:

Vízstressz

Hangsúlyt kapott ennek a hormonnak a vízstressz jelenlétében való részvételére, ahol a hormon növekedése és a gén expressziós mintázatának megváltozása elengedhetetlen a növény válaszában.

Amikor az aszály befolyásolja a növényt, az bizonyítható, mert a levelek elkezdenek száradni. Ezen a ponton az abszciszinsav eljut a levelekhez és felhalmozódik azokban, ami a sztóma bezáródását okozza. Ezek szelepszerű szerkezetek, amelyek közvetítik a növények gázcseréjét.

Az abszciszin sav hat a kalciumra: egy molekula, amely képes másodlagos hírvivőként működni. Ez megnöveli a sztómát alkotó sejtek plazmamembránján kívüli kálium-ioncsatornák kinyílását, úgynevezett őrsejteknek.

Így jelentős vízveszteség következik be. Ez az ozmotikus jelenség veszteséget okoz a növény turgorjában, gyengenek és pelyhesnek tűnik. Javasoljuk, hogy ez a rendszer figyelmeztető riasztásként működjön az aszály miatt.

A sztómás bezárás mellett ez a folyamat egy sor olyan választ is magában foglal, amely átalakítja a gén expresszióját, és több mint 100 gént érint.

Vetőmag-nyugalom

A vetőmag-nyugalmi helyzet adaptív jelenség, amely lehetővé teszi a növényeknek, hogy ellenálljanak a kedvezőtlen környezeti feltételeknek, legyen az többek között a fény, a víz és a hőmérséklet. Azáltal, hogy nem csírázik ezekben a szakaszokban, a növény növekedése biztosítva van, amikor a környezet kedvezőbb.

A magvak őszi közepén vagy nyár közepén történő csírázásának megakadályozása (ha ez ebben az időben igen csekély a túlélési esélyeknél) összetett élettani mechanizmust igényel.

Korábban úgy vélték, hogy ez a hormon döntő szerepet játszik a csírázás megállításában a növekedést és fejlődést káros időszakokban. Megállapítottuk, hogy az abszciszinsav szintje akár 100-szorosára is növekedhet a mag érési folyamat során.

A növényi hormon magas szintje gátolja a csírázási folyamatot, és viszont olyan fehérjecsoport kialakulását indukálja, amely elősegíti a szélsőséges vízhiányt.

A mag csírázása: az abszciszin sav eltávolítása

Annak érdekében, hogy a vetőmag csírázhasson és teljes életciklusát be tudja fejezni, az abszciszinsavat el kell távolítani vagy inaktiválni kell. Ennek a célnak a megvalósításához többféle mód van.

Például sivatagokban az abszciszinsav az eső időszakában kerül eltávolításra. Más magvaknak fény- vagy hőmérsékleti ingerekre van szükségük a hormon inaktiválásához.

A csírázási eseményt az abszciszinsav és a giberillinek (egy másik széles körben ismert növényi hormon) hormonális egyensúlya vezérli. Attól függően, hogy melyik anyag dominál a növényben, csírázás bekövetkezik vagy sem.

Abszcisszió események

Manapság vannak olyan bizonyítékok, amelyek alátámasztják azt az elképzelést, miszerint az abszciszin sav nem vesz részt a rügy alvásában, és ironikusnak tűnik, sem a levelek abszorpciója során - ez egy folyamat, amelyből a nevét kapja.

Jelenleg ismert, hogy ez a hormon nem közvetlenül szabályozza az abszcissziót. A sav magas jelenléte tükrözi annak szerepét az öregedés és a stresszre adott válaszok elősegítésében, amelyek az abszcissziót megelőzik.

Megdöbbent növekedés

Az abszciszinsav antagonistája (azaz ellentétes funkciókat látja el) a növekedési hormonoknak: auxinok, citicininek, giberillinek és brassinosteroidok.

Gyakran ez az antagonista kapcsolat magában foglalja az abszcisszsav és a különféle hormonok közötti többszörös kapcsolatot. Ily módon a növényben élettani eredményt rendeznek.

Noha ezt a hormont növekedésgátlónak tekintik, még mindig nincs konkrét bizonyíték, amely alátámasztaná ezt a hipotézist.

Ismert, hogy a fiatal szövetek jelentős mennyiségű abszcisszsavat tartalmaznak, és az ebben a hormonban hiányos mutánsok törpék: főleg azért, mert képesek csökkenteni az izzadtságot, és az etilén túlzott előállítása miatt.

Szív ritmusok

Megállapítottuk, hogy a növényekben az abszcisszsav mennyisége naponta ingadozik. Ezért feltételezzük, hogy a hormon jelmolekulaként működhet, lehetővé téve a növénynek, hogy előre jelezze a fény, a hőmérséklet és a vízmennyiség ingadozásait.

Lehetséges felhasználások

Mint már említettük, az abszciszin sav szintézisének módja nagymértékben összefügg a hidrogén stresszkel.

Ezért ez az út és a gén expresszió szabályozásában részt vevő teljes kör és az ezekben a reakciókban részt vevő enzimek potenciális célpontot képeznek olyan variánsok létrehozására, amelyek géntechnológiával olyan sikeresen tolerálják a sókoncentrációt és a vízhiány.

Irodalom

1. Campbell, NA (2001). Biológia: Fogalmak és kapcsolatok. Pearson oktatás.
2. Finkelstein, R. (2013). Abszciszin sav szintézise és reakciója. Az Arabidopsis könyv / Amerikai Növénybiológusok Társasága, 11.
3. Gómez Cadenas, A. (2006). Fitohormonok, metabolizmus és hatásmód, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín szerkesztők. Sciences.
4. Himmelbach, A. (1998). Az abszciszin sav jele a növény növekedésének szabályozására. A Londoni Királyi Társaság filozófiai tranzakciói: Biological Sciences, 353 (1374), 1439-1444.
5. Nambara, E. és Marion-Poll, A. (2005). Abszciszin sav bioszintézise és katabolizmusa. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
6. Raven, PHE, Ray, F. és Eichhorn, SE Plant Biology. Editorial Reverté.