Cytokininy – Kluczowe Regulatory Wzrostu i Rozwoju Roślin
Cytokininy, znane również jako CK, to grupa związków chemicznych, które pełnią istotną rolę w regulacji wzrostu i rozwoju roślin. Wśród nich znajdują się zarówno naturalne hormony roślinne, jak i substancje o działaniu hormonalnym, które nie występują naturalnie w roślinach. Cytokininy wpływają na wiele procesów biologicznych, od podziału komórek po starzenie się tkanek. Odkrycie tych związków przyczyniło się do znacznego postępu w dziedzinie biologii roślin oraz ogrodnictwa.
Historia odkrycia cytokinin
Historia badań nad cytokinami sięga początków XX wieku. W 1913 roku Gottlieb Haberlandt zwrócił uwagę na zdolność izolowanych fragmentów tkanki miękiszowej ziemniaka do wywoływania podziałów komórkowych po kontakcie z tkanką przewodzącą. To spostrzeżenie otworzyło drzwi do dalszych badań nad hormonami roślinnymi. W 1955 roku Folke Skoog przeprowadził eksperymenty z wyciągami z mleka kokosowego oraz drożdży, które wykazały zdolność stymulowania podziałów komórkowych w tkance miękiszowej tytoniu. Ostatecznie z hydrolizatu DNA udało mu się wyizolować substancję aktywną, którą nazwano kinetyną.
W kolejnych latach badania nad cytokinami były kontynuowane. W 1964 roku David Letham wyizolował zeatynę z bielma ziarniaków kukurydzy, co potwierdziło istnienie innych związków o podobnej aktywności biologicznej. Dzisiaj znamy już wiele różnych cytokinin, zarówno tych występujących naturalnie w roślinach, jak i syntetycznych.
Biosynteza cytokinin
Cytokininy są syntetyzowane głównie w korzeniach roślin, a następnie transportowane do nadziemnych części rośliny przez elementy przewodzące, takie jak drewno. Mniejsze ilości cytokinin powstają także w owocach, nasionach i młodych liściach. Istnieją dwa główne szlaki biosyntezy tych związków.
Pierwszy szlak syntezy cytokinin polega na przyłączeniu cząsteczki pirofosforanu izopentenylu do AMP, ADP lub ATP. Proces ten jest katalizowany przez transferazę izopentenylową i prowadzi do powstania monofosforanu izopentenyloadenozyny. Następnie cząsteczka ta przekształca się do izopentenyloadeniny, a po hydroksylacji grupy metylowej w pozycji trans powstaje zeatyna. Drugi szlak biosyntezy opiera się na degradacji kwasów nukleinowych, szczególnie tRNA.
Degradacja cytokinin polega na oderwaniu reszty izopentenylowej, co wpływa na ich stężenie oraz aktywność biologiczną w roślinach.
Funkcje cytokinin
Cytokininy pełnią kluczowe funkcje w wielu procesach biologicznych zachodzących w roślinach. Do najważniejszych zadań tych hormonów należy:
- Regulacja tempa podziałów komórkowych
- Pobudzanie wzrostu objętościowego komórek
- Stymulowanie różnicowania chloroplastów
- Transport metabolitów w kierunku organów o wyższej zawartości cytokinin
- Regulacja starzenia się roślin poprzez hamowanie rozkładu białek i stymulację syntezy RNA
- Indukcja różnicowania pędów oraz stymulacja wzrostu pąków pachwinowych
- Uczestnictwo w kiełkowaniu nasion i
Artykuł sporządzony na podstawie: Wikipedia (PL).