ABSCISIC ACID (ABA): FUNKTIONER OCH EFFEKTER - BIOLOGI - 2025

Den abskisinsyra (ABA) är en av de viktigaste hormonerna i växter. Denna molekyl deltar i en serie väsentliga fysiologiska processer, såsom grodd av frö och tolerans mot miljöbelastning.

Historiskt sett brukade abscisinsyra förknippas med uttagningsförfarandet för löv och frukt (därav dess namn). I dag accepteras emellertid att ABA inte deltar direkt i denna process. Faktum är att många av de traditionella funktionerna som tillskrivs hormoner har utmanats av dagens teknik.

Källa: Av Charlesy (talkcontribs), från Wikimedia Commons

I växtvävnader leder bristen på vatten till förlust av växtstrukturer. Detta fenomen stimulerar syntesen av ABA, utlöser svar av den adaptiva typen, såsom stängningen av stomata och modifieringen av uttrycksmönstret för gener.

ABA har också isolerats från svampar, bakterier och vissa metazoner - inklusive människor, även om en specifik funktion av molekylen inte har fastställts i dessa linjer.

Historiskt perspektiv

Från de första upptäckterna av ämnen som hade förmågan att fungera som "växthormoner" började man misstänka att det måste finnas en tillväxtinhiberande molekyl.

1949 isolerades denna molekyl. Tack vare studien av vilande knoppar var det möjligt att bestämma att de innehöll betydande mängder av ett potentiellt hämmande ämne.

Detta var ansvarig för att blockera verkan av auxin (ett växthormon som huvudsakligen är känt för dess deltagande i tillväxt) i havre coleoptiles.

På grund av dess hämmande egenskaper kallades denna substans ursprungligen dorminer. Därefter identifierade vissa forskare ämnen som kan öka utsläppsprocessen i blad och även i frukt. En av dessa dorminer identifierades kemiskt och benämndes "abscisin" - av dess verkan under abscission.

Följande undersökningar kunde bekräfta att de så kallade dorminerna och abscisinsna var kemiskt samma ämne, och det byttes namn till "abscisinsyra".

egenskaper

Abscisic acid, förkortat ABA, är ett växthormon som är involverat i en serie fysiologiska reaktioner, såsom svar på perioder med miljöspänning, embryomodning, celldelning och förlängning, bland annat frögroning.

Detta hormon finns i alla växter. Det finns också i vissa mycket specifika svamparter, i bakterier och i vissa metazoans - från cnidarians till människor.

Det är syntetiserat i växtplastider. Denna anabola väg har som föregångare molekylen som kallas isopentenylpyrofosfat.

Det är vanligtvis erhållet från de nedre delarna av frukt, särskilt i den nedre delen av äggstocken. Abscisinsyran ökar i koncentration när fruktens fall faller.

Om abscisinsyra appliceras experimentellt på en del av de vegetativa knopparna, blir de bladgröna katafilerna och knoppen blir en övervintrande struktur.

Växternas fysiologiska svar är komplexa och olika hormoner involverade Till exempel tycks giberilliner och cytokininer ha kontrasterande effekter på abscisinsyra.

Strukturera

Strukturellt har de abskisinsyra molekylen 15 kolatomer och dess formel är C ₁₅ H ₂₀ O ₄ , där kol 1 'har optisk aktivitet.

Det är en svag syra med en pKa nära 4,8. Även om det finns flera kemiska isomerer av denna molekyl är den aktiva formen S - (+) - ABA, med 2- cis -4-trans-sidokedjan. R-formen har visat aktivitet endast i vissa test.

Handlingsmekanism

ABA kännetecknas av att ha en mycket komplex verkningsmekanism, som inte har avslöjats fullt ut.

Det har ännu inte varit möjligt att identifiera en ABA-receptor - som den som finns för andra hormoner, som auxiner eller gibberelliner. Vissa membranproteiner tycks emellertid vara involverade i hormonsignalering, såsom GCR1, RPK1, bland andra.

Vidare är ett betydande antal andra budbärare involverade i överföringen av hormonsignalen kända.

Slutligen har flera signalvägar identifierats, såsom PYR / PYL / RCAR-receptorer, 2C-fosfataser och SnRK2-kinaser.

Funktioner och effekter på växter

Abscisic acid har kopplats till ett brett spektrum av väsentliga växtprocesser. Bland dess huvudfunktioner kan vi nämna utveckling och grodd av fröet.

Det är också involverat i svar på extrema miljöförhållanden, såsom kyla, torka och regioner med höga saltkoncentrationer. Vi kommer att beskriva det mest relevanta nedan:

Vatten stress

Tyngd har lagts på deltagandet av detta hormon i närvaro av vattenspänning, där ökningen av hormonet och förändringen i mönstret för genuttryck är väsentlig i växternas svar.

När torkan påverkar växten kan den bevisas eftersom bladen börjar vissna. Vid denna tidpunkt reser abscisinsyran till bladen och ackumuleras i dem och får stomaten att stängas. Dessa är ventilliknande strukturer som förmedlar gasutbyte i växter.

Abscisic syra verkar på kalcium: en molekyl som kan fungera som en andra budbärare. Detta orsakar ökningen av öppningen av kaliumjonkanalerna belägna utanför plasmamembranet i cellerna som utgör stomaten, kallad skyddsceller.

Således uppstår en betydande förlust av vatten. Detta osmotiska fenomen genererar en förlust i växtens turgor, vilket gör att den ser svag och slapp ut. Det föreslås att detta system fungerar som ett varningslarm för torkprocessen.

Förutom stomal nedläggning involverar denna process också en serie svar som ombyggar genuttryck som påverkar mer än 100 gener.

Frövakt

Fröskov är ett adaptivt fenomen som gör att växter kan motstå ogynnsamma miljöförhållanden, vare sig det är lätt, vatten, temperatur, bland andra. Genom att inte spira i dessa stadier säkerställs växternas tillväxt i tider när miljön är mer välvillig.

För att förhindra att ett frö groddar i mitten av hösten eller mitt på sommaren (om det gör det just nu är chansen att överleva mycket låg) kräver en komplex fysiologisk mekanism.

Historiskt sett har detta hormon anses spela en avgörande roll för att stoppa groddar i perioder som är skadliga för tillväxt och utveckling. Det har visat sig att nivåerna av abscisinsyra kan öka upp till 100 gånger under frömognadsprocessen.

Dessa höga nivåer av nämnda växthormon hämmar groddprocessen och inducerar i sin tur bildandet av en grupp proteiner som hjälper resistens mot extrem vattenbrist.

Frö spiring: avlägsnande av abscisinsyra

För att fröet ska spira och slutföra sin livscykel måste abscisinsyran tas bort eller inaktiveras. Det finns flera sätt att uppnå detta syfte.

I öknar, till exempel, tas abscisinsyra bort genom perioder med regn. Andra frön behöver ljus eller temperaturstimulerande för att inaktivera hormonet.

Spirningshändelsen drivs av den hormonella balansen mellan abscisinsyra och giberilliner (ett annat allmänt känt växthormon). Beroende på vilket ämne som dominerar i grönsaken inträffar groning eller inte.

Avstängningshändelser

Idag finns bevis som stöder idén att abscisinsyra inte deltar i knoppens vila, och ironiskt som det kan verka, varken i borttagandet av bladen - en process som den härleder sitt namn.

Det är för närvarande känt att detta hormon inte direkt kontrollerar abscisionsfenomenet. Den höga närvaron av syra återspeglar dess roll för att främja senescens och svaret på stress, händelser som föregår abscission.

Stunted tillväxt

Abscisic syra fungerar som en antagonist (det vill säga den utför motsatta funktioner) av tillväxthormonerna: auxiner, citicininer, giberilliner och brassinosteroider.

Ofta inkluderar detta antagonistiska förhållande ett flertal förhållande mellan abscisinsyra och olika hormoner. På detta sätt orkestreras ett fysiologiskt resultat i växten.

Även om detta hormon har betraktats som en tillväxtinhibitor, finns det fortfarande inga konkreta bevis som helt kan stödja denna hypotes.

Det är känt att unga vävnader presenterar betydande mängder abscisinsyror och mutanter som är bristfälliga i detta hormon är dvärgar: främst på grund av deras förmåga att minska svett och på grund av den överdrivna produktionen av eten.

Hjärtarms

Det har fastställts att det finns dagliga fluktuationer i mängden abscisinsyra i växter. Av denna anledning antas det att hormonet kan fungera som en signalmolekyl, vilket gör att växten kan förutse fluktuationer i ljus, temperatur och vattenmängd.

Potentiell användning

Som vi nämnde är syntesvägen för abscisinsyra starkt relaterad till hydrisk stress.

Av denna anledning utgör denna väg och hela kretsen som är involverad i regleringen av genuttryck och enzymerna som deltar i dessa reaktioner ett potentiellt mål att genom genteknik generera varianter som framgångsrikt tolererar höga koncentrationer av salt och perioder med vattenbrist.

referenser

1. Campbell, NA (2001). Biologi: begrepp och relationer. Pearson Education.
2. Finkelstein, R. (2013). Abscisic syra syntes och respons. Arabidopsis-boken / American Society of Plant Biologists, 11.
3. Gómez Cadenas, A. (2006). Fytohormoner, ämnesomsättning och handlingssätt, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín redaktörer. Sciences.
4. Himmelbach, A. (1998). Signalering av abscisinsyra för att reglera växten. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biologiska vetenskaper, 353 (1374), 1439-1444.
5. Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). Biosyntes av abscisic acid och katabolism. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
6. Raven, PHE, Ray, F., & Eichhorn, SE Plant Biology. Redaktör Reverté.