Fotoreceptory roślin

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Fotoreceptory roślin – cząsteczki receptora absorbujące światło o określonej długości fali i wyzwalające reakcje fizjologiczne organizmów roślinnych. W roślinach wykryto wiele barwników o charakterze receptorów. Uczestniczą one w reakcji organizmu na zmieniające się warunki świetlne indukując odpowiedzi morfogenetyczne[1].

Do fotoreceptorów roślinnych zaliczane są:

  • Fitochrom - barwik obecny we wszystkich badanych komórkach i tkankach roślin. Funkcjonuje w dwóch formach: Pr o maksimum absorpcji 660 nm i Pfr o maksimum absorpcji 730 nm. Każda z form może być przekształcona w drugą w procesie fotokonwersji. Jest barwnikiem składającym się z polipeptydu o masie 121-129 kDa z grupą chromoforową w postaci fitochromobiliny. Natywny fotochrom jest dimerem. Syntetyzowana jest forma Pr[1]. Fitochrom odpowiada za reakcje takie jak fotoblastia, hamowanie wzrostu wydłużeniowego pędu, rozwój liści, indukcja kwitnienia, zegar biologiczny, synteza chlorofilu, synteza antocyjanów i inne[2].
  • Kryptochrom - jest flawoproteiną o maksimum absorpcji 435 nm[2]. Białka Cry 1 i Cry 2 to białka rozpuszczalne obecne głównie w jądrze komórkowym[1]. U Arabidopsis thaliana w miejscu diazoflawiny stwierdzono występowanie pteryny. Kryptochromy są odpowiedzialne za regulację syntezy antocyjanów, hamowanie wzrostu wydłużeniowego i działanie zegara biologicznego[2].
  • Fototropiny - podobnie jak kryptochromy są flawoproteiną oraz zapewniają reakcje na światło niebieskie. Jednak biorą udział w innych reakcjach. Odpowiadają za fototropizm, ruchy chloroplastów, rozwój liści oraz hamowanie wzrostu pędu[2]. Cząsteczki fototropin są związane z błoną komórkową[1].
  • Zeaksantyna - receptor światła niebieskiego, występujący w błonach tylakoidów[2]. Jest odpowiedzialna za otwieranie aparatów szparkowych[3]. Jej aktywna forma z udziałem wtórnych przekaźników sygnału w postaci Ca2+ i IP3 powoduje aktywowanie pompy protonowej oraz otwarcie kanałów jonowych, co prowadzi do napływu jonów i otwarcia aparatów szparkowych w wyniku osmotycznego napływu wody. W ciemności zeaksantyna przekształcana jest do wiolaksantyny, a aparaty szparkowe zamykają się[2]. Otwarcie aparatów szparkowych wywołane przez światło niebieskie może być cofnięte przez światło zielone[4].
  • UVR8 - fotoreceptor wrażliwy na ultrafiolet B. Jest białkiem bez kofaktorów[5]. Jest odpowiedzialny za reakcji adaptacyjne, zapewniające przetrwanie w warunkach ekspozycji na podwyższone dawki promieniowania UV[6].
  • Białka ZEITLUPE (ZTL) - receptory wrażliwe na światło niebieskie[7]. Są odpowiedzialne za działanie zegara biologicznego, pomiar długości dnia i indukcję kwitnienia[8].
  • Phy 3, niekiedy nazywany superchomem - receptor białkowy z grupą chromoforową w postaci fikocyjanobiliny wykryty u paproci Adiantum capillus-veneris. Białko określane jest jako receptor hybrydowy, wykazujący właściwości zarówno fitochromu, jak i fototropiny[9].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c d Tretyn Andrzej: Regulacja procesów wzrostu i rozwoju przez czynniki środowiskowe. W: Fizjologia roślin. red. Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 167-191. ISBN 83-01-13753-3.
  2. a b c d e f red. Monika Kozłowska: Fizjologia roślin. Od teorii do nauk stosowanych. Poznań: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 2007, s. 100-107. ISBN 978-83-09-01023-4.
  3. LD. Talbott, G. Nikolova, A. Ortiz, I. Shmayevich i inni. Green light reversal of blue-light-stimulated stomatal opening is found in a diversity of plant species.. „Am J Bot”. 89 (2), s. 366-8, Feb 2002. DOI: 10.3732/ajb.89.2.366. PMID: 21669746. 
  4. LD. Talbott, JW. Hammad, LC. Harn, VH. Nguyen i inni. Reversal by green light of blue light-stimulated stomatal opening in intact, attached leaves of Arabidopsis operates only in the potassium-dependent, morning phase of movement.. „Plant Cell Physiol”. 47 (3), s. 332-9, Mar 2006. DOI: 10.1093/pcp/pci249. PMID: 16418232. 
  5. JM. Christie, AS. Arvai, KJ. Baxter, M. Heilmann i inni. Plant UVR8 photoreceptor senses UV-B by tryptophan-mediated disruption of cross-dimer salt bridges.. „Science”. 335 (6075), s. 1492-6, Mar 2012. DOI: 10.1126/science.1218091. PMID: 22323738. 
  6. DJ. Kliebenstein, JE. Lim, LG. Landry, RL. Last. Arabidopsis UVR8 regulates ultraviolet-B signal transduction and tolerance and contains sequence similarity to human regulator of chromatin condensation 1.. „Plant Physiol”. 130 (1), s. 234-43, Sep 2002. DOI: 10.1104/pp.005041. PMID: 12226503. 
  7. WY. Kim, S. Fujiwara, SS. Suh, J. Kim i inni. ZEITLUPE is a circadian photoreceptor stabilized by GIGANTEA in blue light.. „Nature”. 449 (7160), s. 356-60, Sep 2007. DOI: 10.1038/nature06132. PMID: 17704763. 
  8. A. Pudasaini, BD. Zoltowski. Zeitlupe Senses Blue-Light Fluence To Mediate Circadian Timing in Arabidopsis thaliana.. „Biochemistry”, Sep 2013. DOI: 10.1021/bi401027n. PMID: 24033190. 
  9. WR. Briggs, MA. Olney. Photoreceptors in plant photomorphogenesis to date. Five phytochromes, two cryptochromes, one phototropin, and one superchrome.. „Plant Physiol”. 125 (1), s. 85-8, Jan 2001. PMID: 11154303.