DWMED

Breadcrumbs








koniugacja - mechanizm regulujący stężenie fitohormonu

Jednym z mechanizmów regulujących stężenie aktywnego fizjologiczne hormonu roślinnego (fitohormonu) jest koniugacja. Jest to proces kowalencyjnej modyfikacji fitohormonu, która polega na przyłączeniu do cząsteczki hormonu innej substancji chemicznej, np. cukru, alkoholu, aminokwasu lub białka. W efekcie takiej modyfikacji ulegają zmianie właściwości biologiczne i fizykochemiczne hormonu, który wówczas nie może być rozpoznawany przez swoisty receptor.

Koniugacja prowadzi zatem do czasowego wyłączenia aktywności hormonu. W zdecydowanej większości przypadków koniugacja ma charakter odwracalny, kiedy w wyniku hydrolizy enzymatycznej z koniugatu zostaje uwolniony aktywny fitohormon. Regulacja aktywności fitohormonów przez koniugację zachodzi na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Auksyny są najwcześniej odkrytymi fitohormonami, które regulują wiele procesów fizjologicznych. W sensie chemicznym są to kwasy aromatyczne, pochodne tryptofanu (np. kwas indolilo-3-octowy – IAA) lub fenyloalaniny (kwas fenylooctowy – PAA). Grupa karboksylowa auksyny jest zaangażowana w tworzenie wiązania estrowego z grupą hydroksylową cukru lub alkoholu podczas tworzenia koniugatów estrowych. Ta reakcja – jak przedstawiono poniżej – ma dwuetapowy przebieg, a każdy z etapów jest katalizowany przez inny enzym.

IAA + UDP-glukoza ↔ IA-glukoza + UDP (1)
IA-glukoza + alkohol → IA-alkohol + glukoza (2)

Reakcja (1) jest katalizowana przez enzym glukozylotransferazę UDPG:IAA, a reakcja (2) – przez acylotransferazę IA-glukoza:alkohol.

W wyniku połączenia grupy karboksylowej auksyny z resztą aminową aminokwasu powstają koniugaty amidowe. Tę dwuetapową reakcję (3, 4) katalizuje jeden enzym syntetaza IA-aminokwasu, która – jak przedstawiono za pomocą równania (3) – wymaga udziału ATP.
IAA + ATP ↔ IA-AMP + PPi (3)
IA-AMP + aminokwas → IA-aminokwas + AMP (4)
Zbadano wpływ kilku stężeń L-tryptofanu (L-Trp) na aktywność enzymu syntezującego koniugat auksyny – IA-asparaginian (IA-Asp). Ze względu na budowę L-tryptofanu – ma pierścień indolowy jak IAA oraz jest aminokwasem jak L-asparaginian – postawiono dwie niewykluczające się hipotezy:
• L-Trp współzawodniczy o miejsce aktywne enzymu z IAA
• L-Trp współzawodniczy o miejsce aktywne enzymu z L-asparaginianem.
Badania prowadzono w dwóch wariantach. W pierwszym wariancie analizowano wpływ pięciu stężeń L-Trp (0,2; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5 mM) na aktywność enzymu przy dwóch stężeniach jednego z substratów
– IAA (2 mM; 4 mM). W drugim wariancie badano wpływ wyżej wymienionych stężeń L-Trp na aktywność enzymu przy dwóch stężeniach drugiego z substratów – L-asparaginianu (6 mM; 10 mM). Wyniki przedstawiono na poniższych wykresach.

 

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące koniugacji auksyn są prawdziwe, a które – fałszywe.

 

koniugacja – mechanizm regulujący stężenie fitohormonu

2. Uzupełnij w poniższym tekście luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Wzrost stężenia auksyny w komórce powoduje (1) transkrypcji genów kodujących enzymy syntetyzujące koniugaty fitohormonu. W efekcie tego dochodzi do (2) stężenia aktywnej auksyny. Koniugaty auksyny są (3) do uruchomienia szlaku transdukcji sygnału hormonalnego.

 

 

 

koniugacja – mechanizm regulujący stężenie fitohormonu

 

3. Określ, które stwierdzenia dotyczące wpływu L-tryptofanu na aktywność enzymu syntetazy IA-asparaginianu są prawdziwe, a które – fałszywe.

koniugacja – mechanizm regulujący stężenie fitohormonu


wpływ różnych wyciągów na wzrost pieprzycy

Uczeń zaprojektował eksperyment w ramach pracy badawczej na Olimpiadę Biologiczną. Jako temat pracy wybrał: „Allelopatyczny wpływ wodnych wyciągów z solirodu zielnego (Salicornia europaea), przewiercienia cienkiego (Bupleurum tenuissimum) i owsa głuchego (Avena fatua) na wzrost i rozwój pieprzycy siewnej (Lepidium sativum)”. Na poniższej ilustracji przedstawiono zaprojektowany przez ucznia układ eksperymentalny.

wpływ różnych wyciągów na wzrost pieprzycy

Uczeń na szalkach umieścił po 100 nasion pieprzycy siewnej, które codziennie podlewał wodą wodociągową albo wodnym ekstraktem (uzyskanym również przy użyciu wody wodociągowej) z solirodu, przewiercienia lub owsa głuchego. Każdą próbę analizował w czterech powtórzeniach technicznych, tzn. na każdej z czterech szalek w danej próbie wysiał nasiona z tej samej torebki i podlewał wodą lub roztworem z tej samej butelki. Po dwóch tygodniach zmierzył wysokość nadziemnych części roślin rosnących na każdej z szalek. Aby zweryfikować hipotezę zerową dotyczącą braku wpływu badanych wyciągów na wzrost pieprzycy, przeprowadził on serię testów statystycznych, porównując każdą z badanych grup względem grupy kontrolnej (roślin podlewanych wodą wodociągową). Wykorzystał w tym celu test t-Studenta, przyjmując poziom istotności równy 0,05 (wcześniej upewnił się co do normalności rozkładu uzyskanych pomiarów).

 

Na podstawie powyższych informacji określ, które z poniższych stwierdzeń są prawdziwe, a które – fałszywe.

wpływ różnych wyciągów na wzrost pieprzycy



działanie plejotropowe Hormonów roślinnych

Hormony roślinne wykazują działanie plejotropowe, czyli uczestniczą w regulacji wielu procesów fizjologicznych. Co więcej, każdy proces regulowany jest przez zespół hormonów, które mogą mieć zarówno działanie stymulujące, jak i hamujące. Do hormonów roślinnych zaliczamy dobrze znane grupy związków: auksyny, gibereliny, cytokininy, etylen i kwas abscysynowy, ale także salicylany, jasmoniany, brasinosteroidy i strigolaktony, stosunkowo niedawno włączone do tej puli regulatorów.
Na podstawie: A. Szmidt-Jaworska, J. Kopcewicz, Fizjologia roślin, Warszawa 2020.

1. Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Auksyny i cytokininy należą do fitohormonów wpływających na architekturę roślin. Ich wpływ na rozgałęzianie pędu i korzenia jest (1). (2) transportowane są bazypetalnie z pąka wierzchołkowego, warunkując uśpienie pąków pachwinowych. (3) indukują rozwój pędów bocznych i osłabiają dominację wierzchołkową.

działanie plejotropowe Hormonów roślinnych

2. Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Auksyny, plazmolemowa pompa protonowa i ekspansyny należą do elementów zaangażowanych we wzrost elongacyjny komórek roślinnych. Rolą auksyn jest (1) pompy protonowej, w wyniku czego dochodzi do (2) apoplastu, a następnie aktywacji ekspansyn i (3) komórki.

działanie plejotropowe Hormonów roślinnych

 

 

3. Określ, które stwierdzenia dotyczące działania fitohormonów są prawdziwe, a które – fałszywe.

działanie plejotropowe Hormonów roślinnych





Paginacja