Bitki Hormonları ve Sinyalizasyonu
Oksin, sitokinin, giberellin, absisik asit, etilen ve diğerleri gibi birkaç küçük sinyal molekülü, bitki büyümesinin hemen her yönünü ve bitkinin çevresine verdiği tepkileri koordine etmektedir.
Tanım
Bitki hormonları (fitohormonlar), düşük konsantrasyonlarda aktif olan, büyüme ve gelişmeyi düzenleyen doğal olarak oluşan sinyal molekülleridir; sinyalizasyon ise, varlıklarının algılandığı ve tepkilere dönüştürüldüğü hücresel mekanizmayı ifade etmektedir.
Kapsam
Bu başlık, bitki hormonlarının başlıca sınıflarını, biyosentezlerini ve taşınmalarını, reseptörlerini ve sinyal iletim (signal-transduction) yollarını ve hücre bölünmesi, uzaması, farklılaşması, dormansi, yaşlanma (senescence) ve çevresel tepkileri kontrol etmek için nasıl etkileşimde bulunduklarını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Bitki hormonlarının başlıca sınıfları ve karakteristik etkileri nelerdir?
- Hormon sinyalleri bitki hücreleri içinde nasıl algılanır ve iletilir?
- Hormonlar, gelişim ve stres tepkilerini kontrol etmek için nasıl etkileşir ve çapraz konuşma (cross-talk) yaparlar?
Temel kuramlar
- Tropik büyümenin hormonal kontrolü
- Oksinin bir organ boyunca farklı dağılımı, farklı hücre uzamasını tetikleyerek bitki büyümesini yönlendiren ışık ve yerçekimine karşı bükülme tepkilerini üretmektedir.
- Reseptör aracılı sinyal iletimi
- Her hormon, sinyal kaskadlarını tetikleyen spesifik reseptörler tarafından algılanmakta, genellikle gen ekspresyonunu ve fizyolojiyi değiştirmek için düzenlenmiş protein yıkımı (degradation) yoluyla etki etmektedir.
Mekanizmalar
Oksin, içeri ve dışarı taşıyıcılar (influx and efflux carriers) aracılığıyla yönlü olarak taşınmakta, büyüme düzenini belirleyen konsantrasyon gradyanları oluşturmaktadır; TIR1/AFB reseptörleri tarafından algılanması, Aux/IAA baskılayıcılarının (repressors) bozulmasını teşvik ederek transkripsiyon faktörlerini serbest bırakmaktadır. Diğer hormonlar ise farklı reseptörler ve kaskatlar aracılığıyla etki göstermektedir — örneğin, absisik asidin PYR/PYL reseptörlerine bağlanması, stres tepkilerini tetiklemek için protein fosfatazları inhibe etmektedir ve etilenin membran reseptörleri tarafından algılanması olgunlaşmayı ve yaşlanmayı (senescence) düzenlemektedir. Genom çapında insersiyon mutant koleksiyonları gibi ters genetik kaynaklar, bu yolların çözümlenmesinde merkezi bir rol oynamıştır.
Klinik önem
Sentetik bitki büyüme düzenleyicileri ve hormon temelli uygulamalar, çeliklerin köklendirilmesi, meyve tutumu ve olgunlaşmasının kontrolü, yabani otların yönetimi ve ürün gelişiminin senkronizasyonu amacıyla tarım ve bahçecilikte yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tarihçe
Darwin'in fototropizm üzerine yaptığı deneyler, aktarılabilir bir büyüme etkisine işaret etmiştir; Went, 1926'da bu maddeyi oksin olarak izole etmiştir ve sonraki yüzyılda hormonların tam tamamlayıcısı ile model bitkilerdeki moleküler genetik çalışmalarıyla reseptörleri ve sinyal yolları tanımlanmıştır.
Öne çıkan isimler
- Frits Went
- Charles Darwin
- Kenneth Thimann
İlgili konular
Temel eserler
- taiz2015
- buchanan2015
Sıkça sorulan sorular
- Oksin bitkilerde ne işe yarar?
- Oksin, hücre uzamasını teşvik etmekte ve ışığa doğru ve yerçekimiyle tropik bükülmeyi sağlamak için düzensiz bir şekilde dağılmaktadır; ayrıca kök oluşumunu, vasküler desenlenmeyi ve apikal dominansı da etkilemektedir.
- Etilen meyveler için neden önemlidir?
- Etilen, birçok meyvede olgunlaşmayı tetikleyen ve hızlandıran gaz halinde bir hormondur; bu nedenle ürünlerin ne zaman olgunlaşacağını kontrol etmek amacıyla depolama ve taşıma süreçlerinde yönetilmektedir.