Shrnutí na A növények növekedése és fejlődése: Fitohormonok

## Bevezetés Az auxinok kulcsfontosságú növényi hormonok, különösen az indol-3-ecetsav (IAA). Számos morfogenetikai folyamatot szabályoznak a fiatal, növekvő szövetekben, és hatásuk a helyi koncentrációtól, valamint a növényben zajló szállítás irányától függ. > **Definíció:** Az auxinok a növényi hormonok egy csoportja, melyek fő képviselője az indol-3-ecetsav (IAA). Befolyásolják a növekedést, a differenciációt és a génexpressziót a növényekben. ## Alapvető felosztás és szerkezetek ### Fő auxin - **Indolil-3-ecetsav (IAA)** – a leggyakoribb és legaktívabb auxin a növényekben. ### Egyéb auxinok (kevésbé gyakoriak) - **Fenilecetsav** - **4-klór-indolil-3-ecetsav** - **Indolil-3-vajsav** > **Definíció:** Az endogén auxinok a növényben szintetizálódnak, az exogén auxinok pedig kívülről alkalmazott anyagok (pl. növekedésserkentők). ## IAA bioszintézis (egyszerűsítve) - Az IAA főként a **triptofán** aminosavból szintetizálódik a növények fiatal, növekedésben lévő részeiben, főleg a szár vegetációs csúcsában. - A köztes metabolitok közé tartozik: - **indolil-piroszőlősav** - **triptamin** - **indolil-acetaldehid** - végül **indolil-3-ecetsav (IAA)** keletkezik ### Séma (egyszerűsítve) 1. Triptofán → indolil-piroszőlősav vagy triptamin 2. Indolil-acetaldehiden keresztül → IAA > **Definíció:** Auxin bioszintézis = enzimatikus átalakulások láncolata a triptofánból a végső aktív auxin molekulákká. ## Auxin transzportja és eloszlása - Az auxin transzportja a növényben polarizált, és a **PIN (PIN1–PIN8)** transzportfehérjék, valamint az **AUX1** beviteli transzporterek elhelyezkedése és aktivitása határozza meg. - Az auxin áramlásának iránya és sebessége helyi koncentrációkat hoznak létre, amelyek sejtes folyamatokat szabályoznak. Táblázat: Auxin transzporterek összehasonlítása | Transzporter | Funkció | Megjegyzés | |---|---:|---| | AUX1 | Auxin anionok bejutása a sejtbe | Import transzporter | | PIN1–PIN8 | Auxin exportja a sejtből | Polarizált elrendezés határozza meg az áramlás irányát | ## Az auxinok főbb hatásmechanizmusai - **Protonpumpák (H+-ATPáz) aktiválása** a plazmamembránban: - A sejtfal pH-jának csökkenése → annak nyújthatóságának és plaszticitásának növelése - A fal rugalmasságának növelése lehetővé teszi a megnyúlásos növekedést - **A K+-áramlás felgyorsulása a citoszolba** → a turgor növekedése → a megnyúlásos növekedés elősegítése - **A génaktivitás szabályozása** transzkripciós szinten (lásd alább) > **Definíció:** Acid growth hypothesis = az az elmélet, amely szerint a sejtfal pH-jának csökkenése a protonpumpák aktiválásával a fal fellazulásához és turgornyomás melletti megnyúlásához vezet. ## Az auxinok sejtnövekedésre gyakorolt hatásának klasszikus sémája 1. Az auxin aktiválja a protonpumpákat → a sejtfal savasabbá válik → hidrolázok aktiválódása és a sejtfal kötőkomponenseinek fellazulása. 2. Ezzel párhuzamosan nő a K+ felvétel → a turgornyomás növekedése. 3. Ennek eredménye a sejt megnyúlásos növekedése. Tudtad, hogy a sejtfal pH-jának kevesebb mint 1 egységgel való csökkenése jelentősen növelheti a plaszticitását, és lehetővé teheti a növekedést adott turgor mellett? ## Az auxin génexpresszió-szabályozásának molekuláris mechanizmusa - Az auxin anionok bejutása a sejtbe az **AUX1** transzporteren keresztül történik; a **PIN** fehérjéken keresztüli export határozza meg az auxin felhalmozódását. - A sejtmagban az auxin molekula a **TIR1** receptorhoz kötődik, amely egy ubikvitin ligáz része. - Az aktivált **TIR1** komplex ubikvitinációval kezdeményezi az **AUX/IAA** inhibitorok (pl. 29 az Arabidopsisban) lebontását. - Ezen inhibitorok lebontása után felszabadulnak az **ARF (Auxin Response Factors)** transzkripciós faktorok (pl. 23 az Arabidopsisban), amelyek aktiválják az auxinra reagáló gének expresszióját. Az általános elv: az auxin megszünteti a transzkripciós faktor gátlását, ezáltal beindítja a célgének expresszióját. > **Definíció:** ARF = transzkripciós faktorok csoportja, amelyek