Informație

16.5E: Gibbereline - Biologie


În anii 1930, oamenii de știință japonezi au izolat o substanță care favorizează creșterea din culturile unei ciuperci care parazitează plantele de orez. Au numit-o giberelină. Unul dintre cei mai activi dintre aceștia - și unul găsit ca hormon natural în plante în sine - este acid giberelic (GA).

GA are o serie de efecte asupra creșterii plantelor, dar cel mai dramatic este efectul său asupra creșterea tulpinii. Atunci când este aplicat în concentrații scăzute pe un tufiș sau fasole „pitică”, tulpina începe să crească rapid. Lungimea internodurilor devine atât de mare încât planta devine indistinctă de fasolile care se cațără sau „stalpă”. GA pare să depășească limitările genetice la multe soiuri pitice.

Sinteza giberelinelor ajută, de asemenea, vița de vie să urce spre lumină, provocând meristeme care s-ar fi dezvoltat în flori și să se dezvolte în vânturi in schimb.

Notă

Una dintre cele 7 perechi de trăsături pe care Mendel le-a studiat în mazăre pe măsură ce elabora regulile de bază ale moștenirii a fost înaltă. Gena recesivă - astăzi numită le - se dovedește a codifica o enzimă care este defectă în a permite plantei să sintetizeze GA. Gena dominantă, Le, codifică o enzimă funcțională care permite sinteza normală a GA și realizează fenotipul „înalt”.

Efectele giberelinelor asupra expresiei genelor

Gibberelinele își exercită efectele prin modificarea transcripției genelor, pașii pentru care sunt descriși mai jos.

  • Gibberelina intră în celulă și se leagă de o proteină receptoră solubilă numită GID1 („mutantul pitic insensibil la giberelină 1”) care acum se poate lega de un complex de proteine ​​(SCF) responsabil pentru atașarea ubiquitinei la una sau alta dintre mai multe Proteine ​​DELLA.
  • Acest lucru declanșează distrugerea proteinelor DELLA de către proteazomi.
  • Proteinele DELLA leagă în mod normal factorii de transcripție dependenți de giberelină, fiind desemnat unul proeminent PIF3 / 4, prevenind ele se leagă de ADN-ul secvențelor de control ale genelor care sunt activate de giberelină.
  • Distrugerea proteinelor DELLA ameliorează începe această inhibiție și transcrierea genelor.

Acest mecanism este un alt dintre numeroasele cazuri din biologie în care o cale este activată prin inhibarea inhibitorului acelei căi (un dublu negativ este pozitiv).

Un alt exemplu: Auxin.

Deși majoritatea proteinelor specifice implicate sunt destul de diferite, atât giberelinele, cât și auxina afectează expresia genelor printr-un mecanism similar de ameliorare a represiunii.

LigandGibberellinsAuxin
ReceptorGID1TIR1
Activator proteazomSCFSCF
Represor factor de transcripțieDELLAAux / IAA
Factorul de transcrierePIF3 / 4ARF1

The pitic soiuri de orez și grâu care au jucat un rol atât de important în "Revolutia verde" poartă gene mutante care

  • interferează cu sinteza giberelinelor lor (în cazul orezului)
  • pentru grâu, reduceți capacitatea lor de a răspunde la propriile gibereline (din cauza genelor mutante pentru o proteină DELLA).

Există și soiuri pitice de sorg și mai recent porumb (porumb), dar în aceste cazuri, mutația interferează cu auxin transport, nu activitate de giberelină.