Opmerkingen over fotobiologie in planten en het bijbehorende mechanisme
Opmerkingen over fotobiologie in planten en het mechanisme ervan!
Chromoproteïne (lichtgevoelige fotoreceptor, blauw pigmentproteïnecomplex gevonden in bijna alle bloeiende planten (angiospermen) werd ontdekt door Borthwick et el (1952) en geïsoleerd door Butler et al. (1959) uit geëthiuleerde zaailingen van maïs.
Het bestaat in twee onderling omkeerbare toestanden, blauw en geelgroen, P r en P fr . P fr is geassocieerd met celmembraan terwijl Pr in diffuse toestand wordt aangetroffen in cytosol. Het veroorzaakt kieming van zaden, remt de bloei in SDP's en bloei in lange dagplanten. P r of P 600 absorbeert licht bij 660 nm en wordt gewijzigd naar P fr of P 730 .
De laatste absorbeert licht van 730 nm en wordt snel terug naar P r gebracht . De duisternis veroorzaakt ook deze conversie, maar het is erg traag. Fytochroom is betrokken bij fotomorfogenetische reacties van meer dan 550 nm (behalve fototropische fotonastische bewegingen). Het is vereist bij zaadkieming van sommige planten, kiemrust van de knoppen, bladabscissie, synthese van gibberellines en ethyleen, preventie van foto-oxidatie, fotoperiodiciteit en morfogenese.
De vorm is stabiel in het donker, absorbeert rood licht van 660 nm en veranderde snel in P fr . P fr bij het absorberen van ver rood licht van 730 nm of in het donker veranderde in P r . Dit fotoreversibele gedrag is onafhankelijk van de temperatuur. Pr stimuleert de bloei in korte dagplanten. P fr is essentieel voor zaadontkieming.
Mechanisme:
Vroeger werd verondersteld dat fytochroom fotomorfogene reacties onderging door de beheersing van het metabolisme van 2C- en 3C-verbindingen (Hendricks, 1964). Later werd gedacht dat het door genen werkte (Mohar, 1966) of verandering in membraanpermeabiliteit (Hendricks en Borthwick, 1967) door te functioneren als een proteïne-enzym voor membraanstructuur.
Fondeville et al, (1966) merkten op dat fytochroom nyctinastische (lichtafhankelijke openende en sluitende) bewegingen van Mimosa-bladen regelt. Soortgelijke fytochrome gecontroleerde bewegingen werden later waargenomen in Albizzia julibrissin en stomata. Er werd ook gevonden dat dergelijke bewegingen verband houden met instroom en uitstroom van K + -ionen. Daarom veroorzaakt fytochroom turgorveranderingen in de cellen door verandering in actief ionentransport of membraaneigenschappen.
Fytochroom kan binnen enkele seconden een fotomorfogenetische respons veroorzaken (Newman en Briggs, 1972) of na enkele uren. De eerste wordt een snelle fytochrome respons genoemd. Het lijkt erop dat de snelle fytochroomreactie wordt veroorzaakt door veranderingen in membraaneigenschappen.
Bijvoorbeeld de uitgesneden wortels van gerst aanwezig in een bekerglas met een oplossing van ATP, Mg2 + en ascorbinezuur hechten onmiddellijk aan het glasoppervlak wanneer blootgesteld aan rood licht. Ze worden vrijgegeven bij blootstelling aan verrood licht. Het laat duidelijk zien dat fytochroom zich in het celmembraan bevindt (Haupt, 1972). Het werkt door zijn werking op membraangebonden enzymen.
Fytochroomwerking kan ook plaatsvinden door middel van acetylcholine of een verwante verbinding (Jaffe, 1970). Yamamoto en Tezuka (1972) stelden voor dat fytochroom kan werken door regulatie van NADP + dat actief is in de cellen. Het is alleen mogelijk dat zowel NADP + als acetycholine-achtige verbindingen verband kunnen houden met sommige reacties of tussenproducten van fytochrome werking.
