Post on 17-Jan-2016
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Hormonas de plantas Patricio Arce-Johnson
Fisiología y Bioquímica Vegetal BIO-225C
• Aisladas del hongo Gibberella fujikuroi, a partir de plantas de arroz infectadas. Estas plantas presentaban marcada clorosis y largos entrenudos. Los primeros ensayos se llevaron a cabo usando extractos solubles del hongo. • El ácido giberélico (GA3) fue la primera giberelina identificada. En la actualidad se conocen alrededor de 50 diferentes giberelinas. • Algunos efectos mediados por las giberelinas son:
- Promoción del crecimiento en plantas de genotipos enanos o plantas bianuales - Crecimiento de yemas latentes - Germinación de semillas en dormición - Floración - Movilización de reservas en la semilla.
• Se sintetizan en hojas jóvenes, yemas y en el embrión. • Su transporte no es polar.
O
H CH3 H COOH
H
HO OH
CH3
C O
Acido giberélico (GA3) Las giberelinas se utilizan para favorecer el crecimiento y el alargamiento de los entrenudos de los brotes de novo
Dario Bonetta et al, 2005
Mecanismo de Acción de GAs
DELLA =Familia de proteínas represoras
= Ga- trxn, factor de transcripción Dependiente de Gas
= Receptor de Gas activas
= Complejo proteico que degrada a Della
GA = Gas activas
Transcripción de genes Transcripción de genes
Tai- Ping et al 2004
RGA/GAI RGL,1,2
Ga
Biosíntesis de Gas
Germinación de la semilla Desarrollo floral
Elongación del tallo Juvenil – adulto
Vegetativo- reproductivo Nakajima et al 2006
Rol de las Dellas en el desarrollo de plantas
Woodward et al 2006 Plant Physiology
Rol de las Auxinas en la Producción de Giberelinas
Auxina
Auxina AtGA2Ox AtGA2Ox
AtGA3ox
GA19
GA20
GA29 GA8
GA1
P: Polinizado
UP: No polinizado
IAA: Acido Indol Acético
NAA: Acido Naftalen Acético
BA: Bencil-adenina (citoquinina)
GA3: Giberelina
No Polinizados
• Fueron descubiertas en 1955 estudiando sustancias promotoras de la división celular in vitro. • Están involucradas en variadas respuestas fisiológicas:
- Promoción de la división celular - Promoción de la organogénesis (relación auxinas/citoquininas) - Retardo de la senescencia - Síntesis de clorofila y desarrollo de cloroplastos
• Citoquininas endógenas:
- Zeatina (Zea) - Isopenteniladenina (2iP)
• Citoquininas sintéticas:
- Kinetina (Kin) - Benziladenina (BAP)
• Se sintetizan en el embrión y las raíces; se encuentran en todos los tejidos. La concentración endógena en plantas varía entre 0,1 y 500 µg/Kg. • Su transporte es no polar.
Citoquininas: en combinación con las auxinas, determinan diferentes respuestas morfogenéticas
Hirose, 2007
Estructura química de las principales citoquininas
N H CH2 CH C
CH3
CH2OH
Zeatina
N H CH2 CH C
CH3
CH3
Isopenteniladenina (IP)
6-bencilaminopurina
N N H C
H
H N
N N
N
N
Interacción de Citoquinina y Auxina En Callos de tejido de Tabaco
Inducción de “escobas de bruja”, crecimiento de yemas de abeto por citoquininas procedentes de
infección por Corynebacterium fascians
EFECTOS: CITOQUININAS
Caulogénesis y rizogénesis dependiente de auxinas/citoquininas
TALLOS
Auxinas C
itoqu
inin
as
RAÍCES RAÍCES
Inducción de la Formación de Yemas
Control Tratado con citoquininas
Funaria (musgo)
Desarrollo de una yema
BIOSINTESIS DE CITOQUININAS
Kieber 2008
Conjugados de Citoquininas
Conjugados de citoquininas
Sheen et al 2008
MODELO DE TRANSDUCCION , DOS COMPONENTES
Estructura de Receptores de Citoquinina y Proteínas Involucradas en la Transducción de la señal
EFECTOS: Estimulación del desarrollo de cloroplastos en oscuridad
Control Tratado con citoquininas
K
PSARK::IPT Wild-type
EFECTOS: CITOQUININAS, SENSCENCIA
Blumwald 2007
EFECTO : TAMAÑO DE LAS FLORES
Verdonk et al 2008
EFECTO : TAMAÑO DEL OVARIO
Verdonk et al 2008
Etileno
Funciones y Características del Etileno
Gaseoso
Rápida difusión.
Afecta a individuos adyacentes.
Promueve maduración de frutos.
Participa en senescencia y abscisión.
Interferencia con transporte de auxina.
Participa en iniciación de elongación del tallo y desarrollo de yemas.
Inhibición de Elongación del Tallo
Alteración de Geotropismo
Ciclo de Biosíntesis de Etileno a Partir de Metionina
Antisense de ACC oxidasa wt
Receptor de Etileno (ETR1)
Al unir etileno el receptor dimeriza e inicia la transmisión de la seña l por autofosforilación y t rans fe renc ia de fosfato
Cu
CTR1
H C C
H
H
H
Señalización de Etileno
Respuesta a Etileno
Percepción de Etileno y Señalización
Wt + Etileno Mutante “never ripe” Wt después de polinización receptor mutado
Mutante never ripe después de Mutante never ripe Wt
polinización
Acido Abscisico
Funciones de Acido abscisico Inhibidor general del crecimiento. Causa cierre estomatal. Se produce en respuesta a estrés. Tiene efecto inhibitorio en los efectos
estimulatorios de las otras hormonas
Germinación precoz en mutantes insensibles a ABA (vp1)
Acido salicílico
Biosíntesis de Acido salicílico
Los Brasinoesteroides son potentes reguladores del crecimiento vegetal de naturaleza esteroide, siendo la Brasinolida el primer compuesto aislado a partir
de una fuente natural, en 1979. La elucidación de la estructura de la brasinólida se determinó por espectroscopía y cristalografía de rayos X.
BRASINOESTEROIDES
Brasinólida
Efectos Fisiológicos
v Promueve la elongación de tejidos vegetales. v En cultivo de tejidos, en presencia de auxinas y
citoquininas, estimula el crecimiento de callos induciendo el alargamiento y la división celular.
v Acelera la desdiferenciación de protoplastos y la regeneración de la pared celular.
v H i p e r p o l a r i z a e l p o t e n c i a l e l é c t r i c o d e transmembrana.
v Influye en el gravitropismo. v Retrasa la abscisión de hojas en citricos. v Regula la diferenciación de elementos traquearios.