VL 18 Phytohormone Cytokinin Flashcards
Was sind Phytohormone, was ist ihre ganz grobe Aufgabe& wie treten sie auf?
Phytohormone: relativ kleine Moleküle,
wirkungsunspezifische Auslöser von zellspezifischen Reaktionen
Können stimulieren und hemmen
*Antagonistische Wirkung und synergistische Wirkung (Crosstalk)
Was ist die Funktion von Phytohormonen?
Funktion: transportierbare Botenstoffe
1. Auf ortsgebundene Signalüberträger (Rezeptoren)
in Reaktion auf Umwelteinflüsse und Entwicklung.
2. Multiple Wirksamkeit: vermeintlich breites Wirkungsspektrum
-in verschiedenen Zellen verschiedene Reaktionen auslösend.
-lösen jedoch sehr spezifische Antworten an bestimmten Zielorten (Geweben) aus (je nach „Ausstattung“ des Zielgewebes/Zelle)
Synthese und Wirkort
-wirken oft in Zellen, in denen sie synthetisiert werden
-werden aber auch in andere Zellen und Gewebe transportiert
-gerichtete Hormonströme zw Synthese- & Zielort
=> erzeugt eine Verteilung innerhalb der Pflanze und hält gewebespez. Hormongradienten aufrecht
==> es ist ein kontrolliertes Netzwerk regulatorischer Signale : große Plastizität und Dynamike Reaktionen möglich
Warum können unspezifische, kleine Moleküle als Phytohormone sehr spezifische Reaktionen in Zellen auslösen? (Klausurfrage)
-Zellen sind spezifisch programmiert, um nach Hormon-Rezeptor-Interaktion zu reagieren
*Konzentration bzw. Anwesenheit anderer Hormone wichtig (zB Antagonist)
*Physiologische Wirksamkeit der Hormone abhängig von der Empfindlichkeit der Zellen
*Induktion einer Signaltransduktionskette
- > spezifische Aktivierung/Inaktivierung der Genexpression (hormoninduzierbare Gene)
Signaltransduktionswege
Signalmolekül ->
Membranrezeptorprotein (Strukturveränderung) ->
intrazelluläre Signalmoleküle (Second messenger, zb auch als Phosphorylierungskaskade) ->
Zielproteine ->
Antwort: Transkriptionsaktivierung/-inaktivierung
Cytokinin (CK), Cytokinesis=Zellteilung
Ort der Synthese
Cytokinesis=Zellteilung, beeinflussen vor allem Zellteilung, Adenin ist Ausgangsstoff
- vor allem in den Wurzeln
-Transport: unpolar&über das Xylem als Zeatin- Riboside (inaktive Transportform)
- Cytokinin wird als Signal von der Wurzel an den Spross ausgesandt, betrifft also eher Spross&Blätter
Wirkung von Cytokinin
-Konjugation: freie (aktive Form) und zuckergebundene (deponierbar) Formen.
*Embryo erhält zu Beginn der Entwicklung Cytokinin vom Endosperm und produziert es dann selber.
*Zellverlängerung und Wachstum des Sprosses wird ohne Wurzeln verhindert.
Biosynthese und Metabolismus der Cytokinine
ratenlimitierendes Enzym: Isopentyl-Transferase (IPT), weitere Schritte mit Nuktleotiden:
Trans zeatin entsteht
(Dimethylallyl-pyrophosphat wird auch gebraucht)
Cytokinin wird dem Bedarf angepasst ->
Abbau: katalysiert durch die Cytokinin-Oxidase; restprodukt: Adenin
wirkt innerhalb der Zelle
Nenne natürliche und synthetische Cytokinine.
Natürliche:
Trans-Zeatin
synthetische:
-Kinetin
haben größere Stabilität, chem. Synthese möglich
Prozesse, die den Gehalt an aktivem Cytokinin beeinflussen -Hormonspiegel
Abbau:
Umbau:
Konjugierung mit Kohlenhydraten und
Deponie in der Vakuole
aktive Form: durch Synthes oder depeonierbare Form
Hormonelle Regulation der Mitoseaktivität und der Organbildung
Zellteilung:
Cytokinine beschleunigen den Prozess der Zellteilung,
das wird auch von Auxin beeinflusst, das für die Zellelongation nötig ist (spross- und Zellwachstum).
Organbildung:
Individuelle Pflanzenzellen sind in der Lage, neue Pflanzen im geeigneten Medium zu regenerieren. Dies ist von der ausgewogenen Konzentration an Cytokinin und Auxin im Wachstumsmedium abhängig: entweder Wurzel-oder Sprossbildung.
Wenn das Verhältnis an Cytokinin gegenüber Auxin zu hoch ist, dann bilden sich Sprosse, wenn es zu niedrig ist, dann bilden sich Wurzeln. Durch Wechsel der Konzentrationen: Ganzpflanzenregeneration
Wachstum von Gewebekulturen in Abhängigkeit zur Menge an Auxin und Cytokinin
Auxin und Cytokinin wirken antagonistisch:
Auxin: Fördert Wurzelwachstum
Cytokinin: fördert Sprosswachstum
Verhältnis der beiden bestimmt, welcher Gewebetyp gebildet wird. pflanzenregeneration möglich
Phänotyp von transgenen Pflanzen mit erhöhter oder verringerter Cytokininwirkung
( Modifikation von Cytokiningehalten)
A) Überexpression des IPT-Gen
= Mehr Cytokininsynthese
->Verzögerte Blattseneszenz (altert langsamer)
B) parallel: Seitensprosse (durch Unterdrückung der Apikaldominanz) & Stärkere Blütenbildung
C) Expression der Cytokinin- Oxidase = beschleunigter Cytokininabbau
-> schneller wachsendes und verzweigtes
Wurzelsystem
reduziertes Wurzelapikalmeristem
D) Cytokininmangel:
-> vergrößertes apikales
Wurzelmeristem
Aufbau und Wirkung der Cytokinine generell
Cytokinine:
Derivate des Adenins
-hptsächlich in Wurzelspitze/teilungsakitven Geweben
-fördert Zellteilung im Sprossmeristem -> Sprosswachstum
- beeinflussen Wurzelwachstum
-verzögern Seneszenz
-regulieren Wikrung& Verteilung von Auxin
