Plants and light Flashcards
יחידת אינשטיין
E - one mole of photons
Mesured in micro-mol per square meter per second
אור אדום
660 nm
אדום רחוק
730 nm
Etioplasts
Etioplasts are chloroplasts that have not been exposed to light. They are usually found in flowering plants (Angiosperms) grown in the dark.
Etiolation
Etiolation is a process in flowering plants grown in partial or complete absence of light
What are characteristics of etiolated plants?
- long stems and leaves
- weakening of cell walls
- longer internodes
- chlorosis - a pale yellowish-white color
Skotomorphogenesis
The development of seedlings in the dark is known as “skotomorphogenesis” and leads to etiolated seedlings.
De-etiolation
De-etiolation, is a series of physiological and biochemical changes a plant shoot undergoes when emerging from the ground or in response to light after a period of insufficient light exposure
Potomorphogenesis
שינוי מורפולגיה או צורה כתוצאה משיפה לאור
Phytochrome
פיטוכרום
קולטן האור בתחום אדום ואדום-רחוק
הוא חלבון שקושר פרומופור
מהו ספקטרום הפעילות של דה-אטיולציה?
בערך 660
nm
כרומופור
כרומופור הוא חלק ממולקולה, או קבוצה פונקציונלית בה, המעניקים למולקולה צבע. כרומופורים ביצורים חיים נקראים בדרך כלל פיגמנטים.
מהו מבנה הפיטוכרום?
Photosensing region
Signaling region
מהו הצורה האקטיבית של הפיטוכרום?
Pfr
מהו הצורה הלא אקטיבית של הפיטוכרום?
Pr
איך פיטוכרום עובר מהצורה האקטיבית לצורה הלא-אקטיבית?
active –> inactive
Far-red light (730 nm)
איך פיוטוכרום עובר מהצורה הלא אקטיבית לצורה האקטיבית?
inactive --> active Red light (660 nm)
ממה נבדלים הפיטוכרומים זה מזה?
ברגישות לעוצמות האור ולאיכותו (אורך גל)
מהם 2 קבוצות עיקריות של פיטוכרומים?
- Phytochrome A
2. Phytochrome B, C, D, E (all very similar)
איפה פיטוכרום
A
נמצא כשחשוך?
בתוך פלסטידות
איפה פיטוכרום
A
נמצא אחרי שמאירים לכמה דקות באור אדום?
בתוך גרעין התא
דוגמא לגנים שמתועתקים בתגובה לאור
התת יחידה הקטנה של
RUBISCO
Chlorophyll A/B binding protein
Does this process happen more in the dark (Skotomorphogenesis) or light (photomorphogenesis):
Brassinosteroid biosynthesis
Dark
BR causes cell elongation
Does this process happen more in the dark (Skotomorphogenesis) or light (photomorphogenesis):
Cell wall degradation
Dark - to elongate the cells
Does this process happen more in the dark (Skotomorphogenesis) or light (photomorphogenesis):
Photorespiration
Light
LRE
Light responsive element – found in promoter of genes that are activated by phytochrome
G-box
DNA motif found in various light regulated promoters
מה קורה כאשר פקטור התיעתוק
PIF3
חסר?
קצב הפוטומרפוגנזה איטי יותר
איך
PIF3
פועל כאקטיבטור?
פיטוכרום PrB הופך ל PfrB שנכנס לגרעין ונקשר ל PIF3 שיושב על ה G-BOX. זה גורם לשחרור ה PIF3 ותיעתוק של הגן
איך
PIF3
פועל כרפרסור?
PIF3 נקשר לדנ"א לפי פרומוטור ומונע תיעתוק של הגנים. פיטוכרום מאוקטב Pfr (phytochrome A) נכנס לגרעין, קושר PIF3 ומזרחן אותו לקשירת אוביקוויטין כך שהוא מתפרק. בכך אין עיבור והגן מתועתק
COP
Constitutive of photomotrphogenesis
זה מוטנט שבחושך מראה פנוטיפ דומה לפוטומורפגנזה.
כלומר הגן
COP
אחראי על דיכוי תהליכי הפוטומורפוגנזה בחושך
DET
De-ETiolation
פנוטיפ דומה לפוטומורפגנזה.
כלומר הגן
DET
אחראי על דיכוי תהליכי הפוטומורפוגנזה בחושך
COP9
תת יחידה בקומפלקס של הפרוטאזום (שמפרק חלבונים)
איזה פיטוכרום הוא הכי האקטיבי בשבירת התרדמה של זרעים
פיטוכרום A
חמש ס”מ מתחת לקרקע - האם יש יותר אור אדום או יותר אור אדום רחוק?
אור אדום רחוק
Shade avoidance
התארכות הגבעול (תת ספיג) והטיה של העלים כלפי מעלה, בתגובה לתנאי צל, על מנת שהצמח יגיע לאור חזק
אם היחס בין אור אדום לאור אדום רחוק הוא גבוה, האם נראה צמח גבוה או נמוך?
High R:FR –> short plant
Low R:FR –> tall plant
האם נקבל צמח גבוה יותר אם מוסיפים אור אדום או אור אדום רחוק?
אור אדום רחוק
מתי מתרחשת
shade avoidance?
כאשר יש יותר קרינה באורך גל אדום רחוק מאשר באדום
מה התפקיד של פיטוכרום
B?
פיטוכרום
B
מדכא את התארכות הגבעול באור
מה יקרה בצמח שאין לו פיטוכרום
B
ונגדל אותו באור יום רגיל ובמצב של יותר אור אדום רחוק?
בשתי המצבים נקבל צמח גבוה יותר
מה יקרה לצמח אם יש לו מוטציה בפיטוכרום
B?
גם באור אדום הוא יתארך מאוד
בצל של צמחים, האם יש יותר אור אדום או אור אדום רחוק?
יותר אור אדום רחוק.
כאשר פוטוכרום
B
אינו פעיל, האם יש התארכות או התקצרות?
התארכות
לכן כשהצמח נמצא בצל אז מגיע יותר אור אדום רחוק שהופך את הפוטוכרום ללא פעיל ואז יש התארכות של הגבעול.
באור מלא, האם יש יותר אור אדום או אור אדום רחוק?
אור אדום
מה מנגנון הפעולה של פיטוכרום
B?
באור (כשיש יותר אדום מאדום רחוק) פיטוכרום פעיל נקשר ל
PIF4
וגורם לפירוק.
PIF4
הוא פקטור שיעתוק לגנים של התארכות.
לכן, כאשר הוא מתפרק אין התאכרות של התאים.
בצל, יש יותר אור אדום ופיטוכרום הופך ללא פעיל --> לא קושר את PIF4 --> PIF4 מתעתק גנים שאחראים להתארכות
PIF4
גנים (פקטור שיעתוק) שגורמים להתארכות
מנגנון של
PINיים
ב
shade avoidance
Light (R>FR):
PIN on lower membrane –> auxin leaves the cell –> low level of auxin –> no cell elongation
Shade (FR>R):
PIN on all sides of membrane –> auxin doesn’t leave cell –> high concentration of auxin in the cell –> cell elongation
יחס אור אדום ואור אדום רחוק באור יום
R>FR
יחס אור אדום ואור אדום רחוק בחושך/צל
FR>R
תפקיד של הגן
HY5
יש לו תפקיד בהפעלת תהליכי הפוטומורפוגנזה באור (כגון: התפתחות הכלורופלסטים ו
hypocotyl inhibition)
hypocotyl - תת פסיג
יחס בין
HY5
and
COP1
COP1
מסמן את
HY5
לפירוק וכך גורם לדיכוי התהליכים של פוטומורפוגנזה
איזה סוג אור מבקר את
COP1
אור כחול
320-500 nm
איך קוראים לקולטן של
COP1?
Cryptochrome
איך קוראים לקולטן של אור כחול?
Cryptochrome
CRY1, CRY2
גנים לקריפטוכרום
פוטוטרופיזם
פוטוטרופיזם הוא נטיית הצמח או חלק בצמח לגדול לכיוון השמש.
בתגובה לאיזה אור יש פוטוטרופיזם?
בתגובה לאור כחול
האם בפוטומורפגנזה יש תלות בקריפטוכרום?
לא.
תגובה לאור כחול בפוטוטרופיזם לא תלויה בקריפטוכרום
פוטוטרופין
רצפטור לאור כחול.
פוטורופין הוא קינאז בעל כרמופור שבולע אור כחול
קינאז
שם כולל לקבוצת אנזימים האחראים על שפעול של תהליכים בתא על ידי זירחון מולקולות
מנגנון פעולת הפוטוטרופין
אור כחול --> שינוי מבנה החלבון --> הקינאז מזרחן חלבונים ---> העברה של סיגנל ל PIN --> PIN נקשר לממברנות הצדדיות שמרוחקות מהאור --> האוקסין זורם לצד המרוחק מהאור וגורם להתארכות תאים שם --> כיפוף
מודלים היפותטיים של אסימטריה של אוקסין בזמן פוטוטרופיזם של תת פסיג
- אינאקטיבציה של אוקסין בצד המואר גורמת לא-סימטריה
- עיכוב של ביוסינתזה של אוקסין בצד המואר
- טרנספורט של האוקסין לרוחב - מהצד המואר למוצל
- עיכוב טרנספורט של אוקסין מציר הזרימה העיקרי לצד המואר
תהליכים נוספים שמבוקרים על ידי פוטוטרופין
- פוטוטרופיזם
- פתיחת פיוניות
- הצטברות כלורופלסטים
- התרחבות העלים
היכן הפלסיטודת נמצאות באור חלש?
נפרשות בכל התא כדי למקסם קליטה של אור
היכן הפלסיטדות נמצאות באור חזק?
בטור, כך שהן מצילות אחת את השניה
LOV domain
רצפטור לאור כחול
מה קורה בתגובה לאור
UV?
מופעלים מנגנוני הגנה מהקרינה, כולל: * מנגנוני תיקון דנ"א * סינטזה של נוגדי חימצון * סינטזה של חומרים שבולעים קרינת UV * עיכוב התארכות תת פסיג בנבט
UVR8
הרצפטור לקליטת אור
UV
איך אור
UV
משפיע על
UVR8
Active protein is in monomer conformation.
Not active protein is in dimer confirmation.
UV causes it to be in the active form