ინფორმაცია

16.1: აუქსინი - ბიოლოგია

16.1: აუქსინი - ბიოლოგია



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

სასწავლო მიზნები

  • ახსენით პოლარული აუქსინის ტრანსპორტირების მექანიზმი.
  • აუქსინის სინთეზისა და მოქმედების ადგილების იდენტიფიცირება.
  • განსაზღვრეთ აპიკალური დომინანტობა და ახსენით აუქსინის როლი მის შენარჩუნებაში.
  • აღწერეთ აუქსინის კომერციული გამოყენება.
  • ინტერპრეტაცია და პროგნოზირება ექსპერიმენტების შედეგების შესახებ, რომლებიც აჩვენებენ აუქსინის მოქმედებას.

ტერმინი აუქსინი მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან აუქსინი, რაც ნიშნავს "გაზრდის". მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი სინთეზური აუქსინი გამოიყენება როგორც ჰერბიციდები, ინდოლ-3-ძმარმჟავა (IAA) არის ერთადერთი ბუნებრივად არსებული აუქსინი, რომელიც აჩვენებს ფიზიოლოგიურ აქტივობას (სურათი (PageIndex{1})). აუქსინი სინთეზირდება მწვერვალ მერისტემებში, ახალგაზრდა ფოთლებში და განვითარებად თესლებში.

აუქსინის აღმოჩენა

გავიხსენოთ ტროპიზმების განყოფილებიდან, რომ ბოისენ-ჯენსენის ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ქიმიური სიგნალი უნდა იყოს ქვევით კოლეოპტილის წვერის წვერიდან დაჩრდილული მხარის გასწვრივ, რაც იწვევს ფოტოტროპიზმს. ვენტმა ამოიღო ქიმიური სიგნალი, რომელიც მონაწილეობდა ბოისენ-ჯენსენის ექსპერიმენტში. მან ამოიღო შვრიის რამდენიმე კოლეოპტილის წვერი, ავენა სატივა, ნერგები. მან ისინი მოათავსა აგარის ბლოკზე რამდენიმე საათის განმავლობაში. ამ დროის ბოლოს, აგარის ბლოკმა თავად შეძლო დაეწყო თავმოწყვეტილი კოლეოპტილის ზრდის განახლება. ზრდა ვერტიკალური იყო, რადგან აგარის ბლოკი მოთავსებული იყო მთლიანად კოლეოპტილის ღეროზე და მცენარეს გვერდიდან სინათლე არ მიუწვდებოდა (სურათი (PageIndex{2})). უცნობ ნივთიერებას, რომელიც დიფუზირდა აგარის ბლოკიდან, ეწოდა აუქსინი. კოლეოპტილის წვეროებში აუქსინის რაოდენობა ძალიან მცირე იყო გასაწმენდად და ქიმიურად გასაანალიზებლად. ამიტომ ჩატარდა აუქსინის აქტივობის სხვა წყაროების ძებნა.

ამ ძიებას დაეხმარა ტექნიკა ე.წ ავენა Went-ის მიერ შემუშავებული ტესტი პრეპარატში აუქსინის აქტივობის ფარდობითი რაოდენობის დასადგენად. შესამოწმებელი მასალა ჩართულია აგარის ბლოკში და ბლოკი მოთავსებულია თავმოჭრილი ნაწილის ერთ კიდეზე. ავენა კოლეოპტილი. როდესაც აუქსინი კოლეოპტილის ამ მხარეში დიფუზირდება, ის ასტიმულირებს უჯრედის გახანგრძლივებას და კოლეოპტილი იხრება ბლოკისგან (სურათი (PageIndex{3})). გამრუდების ხარისხი, გაზომილი სიბნელეში 1,5 საათის შემდეგ, პროპორციულია აუქსინის აქტივობის რაოდენობასთან (მაგ. გამოყენებული კოლეოპტილის წვერების რაოდენობა). ცოცხალი ქსოვილის გამოყენება ნივთიერების რაოდენობის დასადგენად, მაგალითად ავენა ტესტი, ეწოდება ა ბიოანალიზი.

The ავენა ტესტმა მალევე აჩვენა, რომ აუქსინის აქტივობის მქონე ნივთიერებები ბუნებაში ფართოდ გვხვდება. ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი პირველად გამოიყო ადამიანის შარდიდან. Ის იყო ინდოლ-3-ძმარმჟავა (IAA) და აღმოჩნდა ის აუქსინი, რომელსაც რეალურად იყენებენ მცენარეები.

აუქსინის ტრანსპორტი

აუქსინი მცენარეში მოძრაობს ორი მექანიზმით, რომელსაც ეწოდება პოლარული და არაპოლარული ტრანსპორტი.

პოლარული ტრანსპორტი

სხვა ძირითადი მცენარეული ჰორმონებისგან განსხვავებით, აუქსინების ტრანსპორტირება შესაძლებელია კონკრეტული მიმართულებით (პოლარული ტრანსპორტი) პარენქიმის უჯრედების მეშვეობით. პარენქიმის უჯრედების ციტოპლაზმები ნეიტრალურია (pH = 7), მაგრამ მიმდებარე უჯრედების პლაზმური მემბრანების გარეთ. აპოპლასტი) არის მჟავე (pH = 5). როდესაც აუქსინი ციტოპლაზმაშია, ის ათავისუფლებს პროტონს და იქცევა ანიონად (IAA-). ის ვერ გაივლის პლაზმური მემბრანის ჰიდროფობიურ ნაწილს ანიონის სახით, მაგრამ ის გადის სპეციალური აუქსინის გამონადენის გადამტანებს ე.წ. PIN ცილები. ამ ტრანსმემბრანული ცილების რვა განსხვავებული ტიპი გამოვლენილია. როდესაც IAA- შედის აპოპლასტის მჟავე გარემოში, ის პროტონირებულია და ხდება IAAH. ამ დაუმუხტავ მოლეკულას შეუძლია გაიაროს მიმდებარე უჯრედების პლაზმური მემბრანა დიფუზიის ან შემოდინების გადამყვანები. ციტოპლაზმაში შესვლის შემდეგ ის კარგავს თავის პროტონს და ხდება IAA- ისევ. PIN პროტეინები შეიძლება არათანაბრად განაწილდეს უჯრედის გარშემო (მაგალითად, გვხვდება მხოლოდ უჯრედის ბოლოში), რომელიც ხელმძღვანელობს აუქსინის ნაკადს (სურათი (PageIndex{4})).

არაპოლარული ტრანსპორტი

აუქსინების ტრანსპორტირება ასევე შესაძლებელია არამიმართულებით (არაპოლარული ტრანსპორტი) ფლოემის მეშვეობით. ის გადადის ასიმილატში, რომელიც გადადის ფლოემში, საიდანაც იგი სინთეზირებულია (მისი „წყარო“, ჩვეულებრივ გასროლა) „ნიჟარაში“ (მაგ., ფესვი).

აუქსინის მოქმედებები

ტროპიზმები

აუქსინები ძირითადი ჰორმონებია, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ფოტოტროპიზმსა და გრავიტროპიზმზე. აუქსინის გრადიენტები, რომლებიც საჭიროა ამ ტროპიზმებისთვის, ხელს უწყობს PIN ცილების მოძრაობას და აუქსინის პოლარული ტრანსპორტირებას გარემო სტიმულებზე (სინათლე ან გრავიტაცია) საპასუხოდ. გაითვალისწინეთ, რომ აუქსინის მაღალი კონცენტრაცია ღეროს ერთ მხარეს ჩვეულებრივ იწვევს ღეროს ამ მხარის გახანგრძლივებას; თუმცა, ეფექტი საპირისპიროა ფესვებში, მაღალი აუქსინის კონცენტრაციით, რომელიც აფერხებს დრეკადობას (სურათი (PageIndex{5})).

Ზრდა და განვითარება

ემბრიონის განვითარება

აუქსინები თამაშობენ როლს ემბრიონის განვითარებაში. ზიგოტის პირველივე მიტოზური დაყოფიდან, აუქსინის გრადიენტები ხელმძღვანელობენ ემბრიონის ფორმირებას იმ ნაწილებად, რომლებიც გახდებიან მცენარის ორგანოები, მათ შორის ყლორტების მწვერვალი, პირველადი ფოთლები, კოტილედონები, ღერო და ფესვი.

სისხლძარღვთა ქსოვილის დიფერენციაცია

ისინი ასევე აკონტროლებენ სისხლძარღვთა ქსოვილის უჯრედულ დიფერენციაციას.

ფოთლების განვითარება და მოწყობა

მწვერვალ მერისტემში ახალი ფოთლების წარმოქმნა იწყება აუქსინის დაგროვებით. უკვე განვითარებული ფოთლები ამცირებენ აუქსინის მიმდებარე უჯრედებს ისე, რომ ახალი ფოთლები მათთან ძალიან ახლოს არ ჩამოყალიბდეს. ამ გზით დგინდება მცენარეში ფოთლების დამახასიათებელი ნიმუში. აუქსინი ასევე აკონტროლებს განვითარებადი ფოთლის ეპიდერმული უჯრედების ზუსტ ფორმირებას.

ძირეული ინიცირება და განვითარება

აუქსინის ლოკალიზებული დაგროვება ფესვის ეპიდერმისულ უჯრედებში იწვევს გვერდითი ან მეორადი ფესვების წარმოქმნას. აუქსინი ასევე ასტიმულირებს ფორმირებას შემთხვევითი ფესვები ბევრ სახეობაში. შემთხვევითი ფესვები იზრდება ღეროებიდან ან ფოთლებიდან და არა მცენარის რეგულარული ფესვთა სისტემიდან. ფესვის წარმოქმნის შემდეგ, აუქსინის კონცენტრაციის გრადიენტი ვითარდება ყველაზე მაღალი წვერზე, რაც ხელს უწყობს ახალი უჯრედების წარმოქმნას მერისტემზე და ყველაზე დაბალი დიფერენციაციის რეგიონში, რაც ხელს უწყობს ფესვის უჯრედების გახანგრძლივებას და დიფერენციაციას. დრეკადობისა და დიფერენციაციის რეგიონებში აუქსინის აქტივობის დაქვეითებას განაპირობებს ციტოკინინი - აუქსინის ანტაგონისტი.

ჩრდილების თავიდან აცილება

აუქსინები ასტიმულირებენ მცენარეების უჯრედების გახანგრძლივებულ ნაწილებს, რომლებსაც აქვთ წვდომა სინათლეზე, როგორც ჩრდილის აცილების პასუხის ნაწილი (იხ. ეტიოლაცია და ჩრდილის თავიდან აცილება).

ურთიერთქმედება სხვა ზრდის მარეგულირებელ ჰორმონებთან

აუქსინი საჭიროა სხვა ზრდის მარეგულირებელი ჰორმონების ფუნქციონირებისთვის, როგორიცაა ციტოკინინები; ციტოკინინები ხელს უწყობენ უჯრედების გაყოფას, მაგრამ მხოლოდ აუქსინის თანდასწრებით.

აპიკალური დომინირება

აპიკალური დომინირება- დათრგუნვა აქსილარული კვირტი (გვერდითი კვირტის) ფორმირება - გამოწვეულია აპიკალურ მერისტემში წარმოქმნილი აუქსინების ქვევით ტრანსპორტით. ბევრი მცენარე ძირითადად იზრდება ერთ მწვერვალზე და აქვს შეზღუდული ღერძული ტოტები (სურათი (PageIndex{6})). ყლორტის აპიკალური მერისტემის (ტერმინალური გასროლა) ზრდა ჩვეულებრივ აფერხებს ღეროს ქვეშ მდებარე გვერდითი კვირტების განვითარებას. თუ მცენარის ყლორტის აპიკური მერისტემა მოიხსნება, დათრგუნვა იხსნება და იღლიის კვირტები იწყებს ზრდას. თუმცა, თუ აპიკალური მერისტემა ამოღებულია და IAA გამოიყენება ღეროზე, იღლიის კვირტების დათრგუნვა შენარჩუნდება (სურათი (PageIndex{7})). მებოსტნეები იყენებენ ამ პრინციპს ორნამენტული ბუჩქების ტერმინალური გასროლით და ა.შ. პროცესი, როგორც წესი, უნდა განმეორდეს, რადგან ერთი ან ორი გვერდითი მხარე საბოლოოდ უსწრებს დანარჩენებს და ხელახლა დაამკვიდრებს აპიკალურ დომინირებას.

ჩვეულებრივი თეთრი კარტოფილი ასევე ასახავს აპიკალური დომინირების პრინციპს. გაითვალისწინეთ, რომ კარტოფილი არის ტუბერი, რომელიც არის მიწისქვეშა ღერო, რომელიც შეცვლილია სახამებლის შესანახად. როგორც ჩვეულებრივ ყლორტს, კარტოფილს აქვს ბოლო კვირტი (შეიცავს ყლორტის აპიკალურ მერისტემს) ან „თვალს“ და რამდენიმე აქსილარული (გვერდითი) კვირტი. ხანგრძლივი შენახვის შემდეგ, ტერმინალური კვირტი ჩვეულებრივ ყვავის, მაგრამ სხვა კვირტები არა. თუმცა, თუ კარტოფილი დაიჭრება ნაწილებად, ერთი კვირტი ერთ მონაკვეთზე, აქსილარული კვირტები ვითარდება ისევე სწრაფად, როგორც ბოლო კვირტი (სურათი (PageIndex{8})).

როგორც განხილული იქნება აბსციზური მჟავის განყოფილებაში, აბსციზის მჟავა გვერდითი კვირტებში აფერხებს აუქსინის გამომუშავებას და აპიკალური კვირტის მოცილება გაათავისუფლებს აუქსინის ამ ინჰიბიციას, რაც საშუალებას მისცემს გვერდითი კვირტების ზრდას.

ყვავილობა და ნაყოფის განვითარება

აუქსინები ხელს უწყობენ ყვავილობას და ნაყოფის ჩამოყალიბებას და მომწიფებას. ანგიოსპერმის ყვავილების დამტვერვა იწვევს თესლის წარმოქმნას. როგორც თესლი მომწიფდება, ისინი ათავისუფლებენ აუქსინს მიმდებარე ყვავილის ნაწილებს, რომლებიც გადაიქცევიან ნაყოფად, რომელიც ფარავს თესლს.

აბსცესის პრევენცია

ზოგიერთი მცენარე ფოთლებსა და ნაყოფს ცვივა სეზონის ცვალებადობის საპასუხოდ (ტემპერატურის, ფოტოპერიოდის, წყლის ან სხვა გარემო პირობების მიხედვით). ამ პროცესს ე.წ აბსცესია, და რეგულირდება შორის ურთიერთქმედებით აუქსინი და ეთილენი. ვეგეტაციის პერიოდში ახალგაზრდა ფოთლები და ნაყოფი გამოიმუშავებს აუქსინის მაღალ დონეს, რომელიც ბლოკავს ეთილენის მოქმედებას; ისინი ამგვარად რჩებიან მიმაგრებული ღეროზე. სეზონების ცვლილებასთან ერთად, აუქსინის დონე მცირდება და ეთილენს საშუალებას აძლევს დაიწყოს სიბერე, ან დაბერება (იხ. ეთილენი).

სურათი (PageIndex{9}) გვიჩვენებს აუქსინის როლს აბსცესში. თუ ფოთლის პირი ამოღებულია, როგორც ეს ნახატზეა ნაჩვენები, ფოთოლი კიდევ რამდენიმე დღე რჩება ღეროზე მიმაგრებული. როგორც ჩანს, დანის ამოღება გამომწვევი მიზეზია, რადგან ღეროს იმავე კვანძში დაუზიანებელი ფოთოლი მცენარეზე გაცილებით მეტხანს რჩება, ფაქტობრივად, დროის ნორმალურ ხანგრძლივობაზე. თუმცა, თუ აუქსინი წაისმევა ფოთლის ნაჭრის ბოლოზე, ფოთლის გახეხვა მნიშვნელოვნად შეფერხდება.

აუქსინის მოქმედების მექანიზმები

აუქსინის ეფექტებს შუამავლობს ორი განსხვავებული გზა: უშუალო, პირდაპირი ზემოქმედება უჯრედზე და გენის ექსპრესიის ახალი შაბლონების ჩართვა. ციტოზოლში აუქსინის ჩამოსვლა იწვევს ისეთ მყისიერ პასუხებს, როგორიცაა იონების კონცენტრაციისა და გადაადგილების ცვლილება უჯრედში და მის გარეთ და PIN ცილების გადანაწილების შემცირება. უჯრედულ დონეზე, აუქსინი ზოგადად ზრდის უჯრედების გაყოფის სიჩქარეს და უჯრედების გრძივი გაფართოებას. აუქსინის ზოგიერთი პირდაპირი მოქმედება შეიძლება განპირობებული იყოს მისი შეკავშირებით უჯრედის ზედაპირის რეცეპტორებთან ABP1 ("აქსინის დამაკავშირებელი ცილა 1").

ბევრი აუქსინის ეფექტი განპირობებულია გენების ტრანსკრიფციის ცვლილებებით. აუქსინი შედის ბირთვში და უკავშირდება მის რეცეპტორს, პროტეინს, რომელსაც ე.წ TIR1 ("სატრანსპორტო ინჰიბიტორის პასუხის პროტეინი 1"), რომელსაც ახლა შეუძლია დაუკავშირდეს ცილებს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან უბიკიტინის მიმაგრებაზე ამა თუ იმ რამდენიმედან. Aux/IAA ცილები. ეს იწვევს პროტეასომების მიერ Aux/IAA ცილების განადგურებას. Aux/IAA პროტეინები ჩვეულებრივ აკავშირებს ტრანსკრიფციის ფაქტორებს, რომელსაც ეწოდება აუქსინის პასუხის ფაქტორები (ARF) პრევენცია მათ პრომოტორებისა და გენების სხვა საკონტროლო თანმიმდევრობების გააქტიურებისგან, რომლებიც ჩართულია (ან გამორთულია) აუქსინით. Aux/IAA ცილების განადგურება ათავისუფლებს ეს ინჰიბირება და გენის ტრანსკრიფცია იწყება.

ეს მექანიზმი არის კიდევ ერთი მრავალი შემთხვევა ბიოლოგიაში, როდესაც გზა ჩართულია ამ გზის ინჰიბიტორის ინჰიბირებით (ორმაგი უარყოფითი არის დადებითი). უჯრედში მრავალი განსხვავებული Aux/IAA ცილის არსებობა (29 ინ არაბიდოპსისი), მრავალი განსხვავებული ARF (23 in არაბიდოპსისი) და რამდენიმე (~4) TIR1 მსგავსი ცილა იძლევა ლოგიკურ საფუძველს აქ აღწერილი სხვადასხვა აუქსინის ეფექტების შუამავლებისთვის, მაგრამ როგორ კეთდება ეს, ჯერ კიდევ გასარკვევია.

აუქსინების კომერციული აპლიკაციები

აუქსინების კომერციული გამოყენება ფართოდ არის გავრცელებული სანერგეებში გამრავლებისთვის, მოსავლის წარმოებისთვის და სარეველების მოსაკლავად. მებაღეებს შეუძლიათ სასურველი მცენარეების გამრავლება ღეროს ნაჭრების მოჭრით და ტენიან ნიადაგში მოთავსებით. საბოლოო ჯამში, ამომწურავი ფესვები იზრდება კალმის ძირში. პროცესი ხშირად შეიძლება დაჩქარდეს კალმების დამუშავებით სინთეტიკური აუქსინის შემცველი ხსნარით ან ფხვნილით.

სინთეტიკური აუქსინების გამოყენება სათბურებში პომიდვრის მცენარეებზე ხელს უწყობს ხილის ნორმალურ განვითარებას. მეხილეები ხშირად იყენებენ აუქსინის სპრეებს ნაადრევი ვარდნის შედეგად ნაყოფის დანაკარგის შესამცირებლად. გარდა ამისა, აუქსინის გარე გამოყენება ხელს უწყობს ხილის დაკრეფისა და ვარდნის სინქრონიზაციას მოსავლის სეზონის კოორდინაციის მიზნით. ისეთი ხილი, როგორიც არის უთესლე კიტრი, შეიძლება გამოიწვიოს ნაყოფს, გაუნაყოფიერებელი მცენარის ყვავილების აუქსინებით დამუშავებით.

სინთეზური აუქსინები ფართოდ გამოიყენება ჰერბიციდების სახით. მაგალითები მოიცავს 2,4-დიქლოროფენოქსი ძმარმჟავა (2,4-D) და 2,4,5-ტრიქლოროფენოქსი ძმარმჟავა (2,4,5-T), ნაჩვენებია სურათზე (PageIndex{10}). 2,4-D და მისი მრავალი ვარიანტი პოპულარულია, რადგან ისინი არიან შერჩევითი ჰერბიციდები, კლავს ფართოფოთლიან ევდიკოტებს, მაგრამ არა ვიწროფოთლიან ერთფეროვანებს. (არავინ იცის ამ სელექციურობის საფუძველი). რატომ უნდა მოკლას მცენარე სინთეზურმა აუქსინმა? გამოდის, რომ აუქსინი შემოდინების გადამყვანი კარგად მუშაობს 2,4-D-ისთვის, მაგრამ ეს 2,4-D ვერ დატოვებს უჯრედს გადინების გადამტანები. შესაძლოა, ეს არის უჯრედში 2,4-D-ის დაგროვება, რომელიც კლავს მას. 2,4,-D და 2,4,5-T-ის ნაზავი იყო „ფორთოხლის აგენტი“, რომელიც გამოიყენებოდა აშშ-ს სამხედროების მიერ სამხრეთ ვიეტნამის ნაწილებში ტყის ფოთლის გასაშლელად. ჯანმრთელობის პრობლემების გამო, 2,4,5-T აღარ გამოიყენება აშშ-ში.


კითხვა და პასუხი: აუქსინი: მცენარის მოლეკულა, რომელიც გავლენას ახდენს თითქმის ყველაფერზე

აუქსინი არის აუცილებელი მოლეკულა, რომელიც აკონტროლებს მცენარის განვითარების თითქმის ყველა ასპექტს. მიუხედავად იმისა, რომ ძირითადი სასიგნალო კომპონენტები, რომლებიც აკონტროლებენ აუქსინის რეაქციას, კარგად არის დახასიათებული, ზუსტი მექანიზმები, რომლებიც საშუალებას აძლევს კონკრეტულ პასუხებს, ჯერ ბოლომდე არ არის გასაგები. მცენარეთა ზრდაში აუქსინის მნიშვნელობისა და მისი პოტენციური გამოყენების გათვალისწინებით, მისი ბიოლოგიის შემდგომი ასპექტების გაშიფვრა მნიშვნელოვანი და საინტერესო გამოწვევაა.


აუქსინის დამაკავშირებელი პროტეინის 1 განვითარების როლები Arabidopsis thaliana-ში

აუქსინი მცენარის ზრდის მთავარი რეგულატორია, მაგრამ აუქსინის აღქმისა და სიგნალიზაციის ამჟამინდელი მოდელები ვერ ხსნიან აუქსინის ეფექტების მთელ სიმრავლეს, განსაკუთრებით სწრაფ რეაგირებასთან ასოცირებულს. დამატებითი აუქსინის აღქმის მექანიზმების კომპონენტის შესაძლო კანდიდატი არის AUXIN BINDING PROTEIN 1 (ABP1), რომლის ფუნქცია პლანტაში გაურკვეველი რჩება. აქ ჩვენ გავაერთიანეთ გამოხატვის ანალიზი ფუნქციის მომატებისა და დაკარგვის მიდგომებთან, რათა გავაანალიზოთ ABP1-ის როლი მცენარის განვითარებაში. ABP1 გვიჩვენებს ფართო გამოხატულებას, რომელიც ძირითადად გადაფარავს, მაგრამ არ რეგულირდება ტრანსკრიპციული აუქსინის საპასუხო აქტივობით. გარდა ამისა, ABP1 აქტივობა არ არის აუცილებელი ტრანსკრიპციული აუქსინის სიგნალიზაციისთვის. გენეტიკურმა პლანტას ანალიზმა აჩვენა, რომ abp1 ფუნქციის დაკარგვის მუტანტები აჩვენებენ ძირითადად ნორმალურ განვითარებას ჭანჭიკების მცირე დეფექტებით. მეორეს მხრივ, ABP1 ფუნქციის გაზრდის ალელები აჩვენებენ ზრდისა და განვითარების დეფექტების ფართო სპექტრს, მათ შორის ფესვებისა და ჰიპოკოტილის ზრდას და მოხრას, ფესვებისა და ფოთლების გვერდითი განვითარებას, ჭანჭიკებს, აგრეთვე რეაქციას სითბოს სტრესზე. უჯრედულ დონეზე, ABP1-ის ფუნქციის მომატება იწვევს აუქსინის ეფექტის დარღვევას PIN-ის პოლარულ განაწილებაზე და გავლენას ახდენს BFA-მგრძნობიარე PIN-ის უჯრედშიდა აგრეგაციაზე. ფუნქციის მომატების ანალიზი ვარაუდობს ABP1-ის ფართო, მაგრამ ჯერ კიდევ მექანიკურად გაურკვეველ მონაწილეობას მცენარის განვითარებაში, რომელიც შესაძლოა შენიღბული იყოს abp1 ფუნქციის დაკარგვის მუტანტებში ფუნქციური სიჭარბით.

საკვანძო სიტყვები: AUXIN BINDING PROTEIN 1 (ABP1) Auxin Auxin სასიგნალო მცენარეთა განვითარება.


ILL2-ის რენტგენის სტრუქტურა, აუქსინ-კონიუგატი ამიდოჰიდროლაზა Arabidopsis thaliana

მცენარეული ჰორმონი ინდოლ-3-ძმარმჟავა (IAA) არის ყველაზე უხვი ბუნებრივი აუქსინი, რომელიც მონაწილეობს მცენარის განვითარებისა და ზრდის მრავალ ასპექტში. მცენარეებში IAA დონეები მოდულირდება პეპტიდაზას M20D ოჯახის ამიდოჰიდროლაზების სპეციფიკური ჯგუფით, რომლებიც ათავისუფლებენ აქტიურ ჰორმონს მისი კონიუგირებული შენახვის ფორმებიდან. აქ ჩვენ აღვწერთ IAA-ამინომჟავის ჰიდროლაზას IAA-ლეიცინის რეზისტენტული გენის 2 (ILL2) კრისტალურ სტრუქტურას Arabidopsis thaliana-დან 2.0 Å გარჩევადობით. ILL2 უპირატესად ჰიდროლიზებს აუქსინ-ამინომჟავის კონიუგატს N-(ინდოლ-3-აცეტილ)-ალანინს. ILL2-ის საერთო სტრუქტურა მოგვაგონებს დინუკლეარული მეტალოპეპტიდაზებს M20 პეპტიდაზების ოჯახიდან. სტრუქტურა შედგება ორი დომენისგან, უფრო დიდი კატალიზური დომენი სამშრიანი αβα სენდვიჩის არქიტექტურით და ამინოპეპტიდაზას ტოპოლოგიით და პატარა სატელიტური დომენი ორფენიანი αβ-სენდვიჩის არქიტექტურით და α-β-პლექტის ტოპოლოგიით. მეტალის კოორდინირებადი ნარჩენები ILL2-ის აქტიურ ადგილზე მოიცავს კონსერვაციულ ცისტეინს, რომელიც აშკარად განასხვავებს ამ ცილას M20 პეპტიდაზას ოჯახის ადრე სტრუქტურულად დამახასიათებელი წევრებისგან. N-(ინდოლ-3-აცეტილ)-ალანინის მოდელირება ILL2-ის აქტიურ ადგილში ვარაუდობს, რომ Leu175 ემსახურება ამ ფერმენტის ამინომჟავის გვერდითი ჯაჭვის სპეციფიკის მთავარ განმსაზღვრელს. გარდა ამისა, ჰიდროფობიური ჯიბე კატალიზური დიმეტალური ცენტრის მახლობლად, სავარაუდოდ ცნობს სუბსტრატის ინდოლილის ნაწილს. დაბოლოს, ILL2-ის აქტიურ ადგილს შეიცავს აბსოლუტურად კონსერვირებული გლუტამატი (Glu172), რომელიც კარგად არის განლაგებული, როგორც ზოგადი მჟავა-ტუტოვანი ნარჩენი. მთლიანობაში, ILL2-ის სტრუქტურა ვარაუდობს, რომ ეს ფერმენტი სავარაუდოდ იყენებს კატალიზურ მექანიზმს, რომელიც მიჰყვება M20 პეპტიდაზას ოჯახის სხვა ფერმენტებისთვის დადგენილ პარადიგმას. Proteins 2009. © 2008 Wiley-Liss, Inc.


AUX1 გენის და აუქსინის შემცველობის როლი კენაფის განშტოების ფენოტიპში (Hibiscus cannabinus L.)

ამ კვლევის მიზნები იყო აუქსინის გენის, AUX1-ის იდენტიფიცირება და მცენარის აუქსინის შემცველობის და მათი როლის განსაზღვრა კენაფზე განშტოების მინიჭებაში. PCR ანალიზი AUX1 პრაიმერის გამოყენებით, რომელსაც შეუძლია გააძლიეროს არაგანტოტვილი (KR11) და განშტოებული კენაფ მუტანტის დნმ, რის შედეგადაც მიიღება 800 bp PCR პროდუქტი. PCR პროდუქტის თანმიმდევრობამ აჩვენა ჰომოლოგიის მაღალი ხარისხი სხვა მცენარეების AUX1 გენის თანმიმდევრობასთან NCBI GenBank-ის მონაცემთა ბაზაში, რაც ადასტურებს გენის AUX1 კენაფს ფლობას. თუმცა, დნმ-ის თანმიმდევრობაზე გარკვეული ცვალებადობა იქნა ნაპოვნი განშტოებულ და არაგანტოტვილ ფენოტიპს შორის, მიუთითებს იმავე გენის ალელურ განსხვავებებზე, რომლებიც პასუხისმგებელნი იყვნენ განშტოების ტიპის ცვალებადობაზე. სპექტროფოტომეტრიის მეთოდით ფესვებში, მწვერვალში და იღლიის ტოტებში აუქსინის შემცველობის იდენტიფიცირებამ აჩვენა, რომ განშტოებულ მცენარეს აქვს უფრო მაღალი აუქსინის შემცველობა მწვერვალში, ვიდრე ტოტებში. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ AUX1 აკონტროლებს ტოტების ფორმირებას ან აკონტროლებს აუქსინის შემცველობას მწვერვალში და ტოტებში, ან აუქსინის შემცველობის თანაფარდობას ყლორტებსა და ტოტებში.

საკვანძო სიტყვები: AUX1 Hibiscus cannabinus Malvaceae PCR აუქსინის განშტოება.