Cytokininy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Wzór strukturalny zeatyny.

Cytokininy – grupa regulatorów wzrostu i rozwoju roślin, wśród których znajdują się hormony roślinne oraz substancje o działaniu podobnym do hormonów roślinnych jednak nie występujące naturalnie w roślinach. Pierwszy związek zaliczany do cytokinin, kinetyna, został wyizolowany przez Folke Skooga w latach 50. XX wieku[1]. Znanymi cytokininami są:

  • Zeatyna – 6-(γ-hydroksymetylo, γ-metyloalliloamino)puryna
  • Kinetyna – N-6-furfuryladenina (Kin)
  • 6-benzyloaminopuryna (BAP)
  • 2-izopentyloadenina (2iP)
  • 6-benzyloadeninopuryna (BA)[2]

Biosynteza[edytuj | edytuj kod]

Głównym miejscem syntezy cytokinin jest korzeń, skąd są one transportowane elementami przewodzącymi – drewnem do nadziemnych części rośliny. Mniejsze ilości cytokinin powstają także w owocach, nasionach i młodych liściach[3].

Istnieją dwa szlaki syntezy cytokinin[4]. W początkowym etapie szlaku pierwszego syntezy zeatyny cząsteczka pirofosforanu izopent-2-enylu przyłącza się do cząsteczki AMP, ADP lub ATP. Reakcja katalizowana jest przez transferazę izopentenylową[5]. Powstały produkt – monofosforan izopentenyloadenozyna przekształcany jest następnie, przez odłączenie fosforybozy, do izopentenyloadeniny, a po hydroksylacji grupy metylowej w pozycji trans reszty izopentenylowej powstaje naturalna cytokinina – zeatyna. Drugim źródłem cytokinin jest degradacja kwasów nukleinowych, szczególnie tRNA[4].

Degradacja cytokinin polega na oderwaniu reszty izopentenylowej.

Funkcje cytokinin[edytuj | edytuj kod]

  • Cytokininy są substancją regulującą tempo podziałów komórkowych
  • Pobudzają wzrost objętościowy komórek
  • Stymulują różnicowanie się chloroplastów
  • Powodują transport metabolitów w kierunki organów o wyższej zawartości cytokinin
  • Biorą udział w regulacji starzenia się roślin (poprzez hamowanie rozkładu białek i syntezę RNA)
  • Indukują różnicowanie się pędów
  • Stymulują wzrost pąków pachwinowych
  • Uczestniczą w kiełkowaniu nasion – wychodzenie nasion ze stanu spoczynku

Należy pamiętać, że wiele procesów zachodzących w roślinach zależy od relacji zawartości różnych regulatorów wzrostu i rozwoju i nie jest możliwe przypisanie regulacji tych procesów do działania tylko jednego związku.

W ogrodnictwie i rolnictwie stosuje się też syntetyczne cytokininy np.: do przedłużania trwałości ciętych kwiatów. Powodują efekt Richmonda-Langa czyli powstrzymują i hamują starzenie się organów i tkanek roślinnych, np. liście umieszczone w roztworze cytokininy zachowują świeżość i zieloną barwę, mogą odmładzać też liście pobudzając wytwarzanie chlorofilu, białek, kwasów nukleinowych. W sadownictwie do przerzedzania nadmiaru zawiązków drzew owocowych gatunków ziarnkowych oraz czasem pestkowych[2] stosowana jest 6-benzyloadeninopuryna[6].

Historia odkrycia[edytuj | edytuj kod]

Badania prowadzące do odkrycia cytokinin zapoczątkował Gottlieb Haberlandt około 1913 roku. Zauważył on, że w izolowanych fragmentach tkanki miękiszowej ziemniaka można wywołać podziały komórek poprzez przyłożenie niewielkich fragmentów tkanki przewodzącej. W roku 1955 Folke Skoog zastosował do stymulacji podziałów komórek w tkance miękiszowej tytoniu wyciąg z mleka kokosowego lub drożdży, a następnie stary preparat DNA poddany działaniu wysokiej temperatury. Otrzymany w ten sposób roztwór wykazywał zdolność do stymulacji podziałów komórkowych. Z hydrolizatu DNA udało się wykrystalizować substancję aktywną, która nazwano kinetyną. Kinetyny nie udało się nigdy wyizolować z roślin. Jednak w roku 1964 David Letham wyizolował z bielma ziarniaków kukurydzy substancję podobną do kinetyny, którą nazwał zeatyną. Obecnie oprócz kinetyny znane są inne związki wykazujące aktywność biologiczną – część z nich występuje naturalnie w roślinach, a cześć jest związkami syntetycznymi[7].

Przypisy

  1. JJ. Kieber. Tribute to Folke Skoog: Recent Advances in our Understanding of Cytokinin Biology.. „J Plant Growth Regul”. 21 (1), s. 1-2, Mar 2002. doi:10.1007/s003440010059. PMID 11981613. 
  2. 2,0 2,1 Aleksander Gonkiewicz: Influence of 6-benzyladenine on croping of sweet cherry. Zeszyty naukowe Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa im. Szczepana Pieniążka. [dostęp 08-12-2013].
  3. Czerpak R., Piotrowka A.. Cytokininy, ich struktura, metabolizm i aktywność metaboliczna. „Kosmos”. 2-3 (259-260) (52), s. 203-215, 2003. 
  4. 4,0 4,1 MC Mok, RC Martin, DWS Mok. Cytokinins: Biosynthesis metabolism and perception. „In Vitro Cellular & Developmental Biology”. 38, s. 102-107, 2000. 
  5. Hwang I., Sakakibara H.. Cytokinin biosynthesis and perception. „Physiologia Plantaru”. 126 (4), s. 528–538, 2006. doi:10.1111/j.1399-3054.2006.00665.x. 
  6. Stanisław Porębski, Przemysław Banach and Bernadeta Rzeźnicka: Thinning of ‘Katja’ apple trees with chemicals and manually. (ang.). Journal of Fruit and Ornamental Plant Research. s. 97-104.
  7. Szweykowska Alicja: Fizjologia Roślin. Poznań: Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewocza w Poznaniu, 1997, s. 175-180. ISBN 8323208158.