ABSCISIC ACID (ABA): MGA PAG-ANDAR AT EPEKTO - BIOLOGY - 2025

Ang abscisic acid (ABA) ay isa sa pangunahing mga hormones sa mga halaman. Ang molekula na ito ay nakikilahok sa isang serye ng mga mahahalagang proseso ng physiological, tulad ng pagtubo ng binhi at pagpapaubaya sa stress sa kapaligiran.

Kasaysayan, ang abscisic acid na ginamit upang maiugnay sa proseso ng pag-abscission ng mga dahon at prutas (samakatuwid ang pangalan nito). Gayunpaman, ngayon tinatanggap na ang ABA ay hindi nakikilahok nang direkta sa prosesong ito. Sa katunayan, marami sa mga tradisyonal na pag-andar na maiugnay sa mga hormone ay hinamon ng mga kasalukuyang teknolohiya.

Pinagmulan: Ni Charlesy (talkcontribs), mula sa Wikimedia Commons

Sa mga tisyu ng halaman, ang kakulangan ng tubig ay humahantong sa pagkawala ng turgor ng mga istruktura ng halaman. Ang kababalaghan na ito ay nagpapasigla sa synthesis ng ABA, nag-trigger ng mga tugon ng uri ng adaptive, tulad ng pagsasara ng stomata at ang pagbabago ng pattern ng expression ng mga gene.

Ang ABA ay naihiwalay din sa mga fungi, bakterya at ilang metazoans - kabilang ang mga tao, bagaman ang isang tiyak na pag-andar ng molekula ay hindi pa natukoy sa mga linya na ito.

Makasaysayang pananaw

Mula sa mga unang pagtuklas ng mga sangkap na may kakayahang kumilos bilang "mga hormone ng halaman", nagsimula itong pinaghihinalaan na dapat mayroong molekula ng paglago ng molekula.

Noong 1949, ang molekulang ito ay ihiwalay. Salamat sa pag-aaral ng mga dormant buds, posible na matukoy na naglalaman sila ng mga makabuluhang halaga ng isang potensyal na nakakahawang sangkap.

Ito ang namamahala sa pag-block ng pagkilos ng auxin (isang halaman ng halaman na kilala higit sa lahat para sa pakikilahok nito sa paglaki) sa oat coleoptiles.

Dahil sa mga katangian ng pag-inhibit nito, ang sangkap na ito ay una nang tinawag na dormines. Kasunod nito, natukoy ng ilang mga mananaliksik ang mga sangkap na may kakayahang madagdagan ang proseso ng kawalan ng abscission sa mga dahon, at din sa mga prutas. Ang isa sa mga dormines na ito ay kinilala sa kemikal at pinangalanan na "abscisin" - sa pamamagitan ng pagkilos nito sa panahon ng abscission.

Ang mga sumusunod na pagsisiyasat ay nakapagpapabago na ang mga tinatawag na dormines at abscisins ay chemically ang parehong sangkap, at ito ay pinalitan ng pangalan na "abscisic acid".

katangian

Ang Abscisic acid, na dinaglat bilang ABA, ay isang halaman ng halaman na kasangkot sa isang serye ng mga reaksyon ng physiological, tulad ng mga tugon sa mga panahon ng pagkapagod sa kapaligiran, pagkahinog ng embryo, pagkahati ng cell at pagpahaba, sa pagtubo ng binhi, bukod sa iba pa.

Ang hormon na ito ay matatagpuan sa lahat ng mga halaman. Maaari rin itong matagpuan sa ilang mga tiyak na species ng fungi, sa bakterya at sa ilang metazoans - mula sa cnidarians hanggang sa mga tao.

Ito ay synthesized sa loob ng mga plastid ng halaman. Ang daang anabolic na ito ay bilang tagapagpauna nito na ang molekula na tinatawag na isopentenyl pyrophosphate.

Karaniwang nakuha ito mula sa mas mababang mga bahagi ng mga prutas, partikular sa mas mababang rehiyon ng obaryo. Ang abscisic acid ay nagdaragdag sa konsentrasyon kapag papalapit ang pagbagsak ng mga prutas.

Kung ang acid na abscisic ay na-eksperimentong inilalapat sa isang bahagi ng mga vegetative buds, ang foliar primordia ay nagiging cataphiles at ang usbong ay nagiging istraktura ng taglamig.

Ang mga tugon ng physiological ng mga halaman ay kumplikado at iba't ibang mga hormone ay kasangkot. Halimbawa, ang mga giberillins at cytokinins ay lumilitaw na may mga magkakaibang epekto sa abscisic acid.

Istraktura

Sa istruktura, ang abscisic acid molekula ay may 15 karbeta at ang pormula nito ay C ₁₅ H ₂₀ O ₄ , kung saan ang carbon 1 'ay may optical na aktibidad.

Ito ay isang mahinang acid na may pKa na malapit sa 4.8. Bagaman mayroong maraming kemikal na isomer ng molekula na ito, ang aktibong porma ay S - (+) - ABA, kasama ang kadena ng 2-cis -4-trans. Ang form ng R ay nagpakita ng aktibidad lamang sa ilang mga pagsubok.

Mekanismo ng pagkilos

Ang ABA ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang napaka kumplikadong mekanismo ng pagkilos, na hindi pa ganap na isiniwalat.

Hindi pa ito posible upang makilala ang isang receptor ng ABA - tulad ng mga natagpuan para sa iba pang mga hormone, tulad ng mga auxins o gibberellins. Gayunpaman, ang ilang mga protina ng lamad ay tila kasangkot sa pag-sign ng hormone, tulad ng GCR1, RPK1, bukod sa iba pa.

Bukod dito, ang isang makabuluhang bilang ng pangalawang messenger na kasangkot sa paghahatid ng signal ng hormone ay kilala.

Sa wakas, natukoy ang maraming mga landas ng senyas, tulad ng mga PYR / PYL / RCAR receptor, 2C phosphatases, at mga kinase ng SnRK2.

Mga function at epekto sa mga halaman

Ang Abscisic acid ay na-link sa isang malawak na hanay ng mga mahahalagang proseso ng halaman. Kabilang sa mga pangunahing pag-andar na maaari nating banggitin ang pag-unlad at pagtubo ng binhi.

Kasangkot din ito sa mga tugon sa matinding mga kondisyon sa kapaligiran, tulad ng malamig, tagtuyot, at mga rehiyon na may mataas na konsentrasyon ng asin. Ilalarawan namin ang pinaka may-katuturan sa ibaba:

Stress ng tubig

Ang emphasis ay inilagay sa pakikilahok ng hormon na ito sa pagkakaroon ng stress ng tubig, kung saan ang pagtaas ng hormone at ang pagbabago sa pattern ng expression ng gene ay mahalaga sa tugon ng halaman.

Kapag ang pagkauhaw ay nakakaapekto sa halaman, maaari itong mapatunayan dahil ang mga dahon ay nagsisimulang matuyo. Sa puntong ito, ang abscisic acid ay naglalakbay sa mga dahon at nag-iipon sa mga ito, na nagiging sanhi ng pagsara ng stomata. Ito ang mga istruktura na tulad ng balbula na nagpapagitna ng palitan ng gas sa mga halaman.

Ang Abscisic acid ay kumikilos sa calcium: isang molekula na may kakayahang kumilos bilang pangalawang messenger. Nagdudulot ito ng pagtaas sa pagbubukas ng mga potassium ion channel na matatagpuan sa labas ng plasma lamad ng mga cell na bumubuo sa stomata, na tinatawag na mga cell ng tagapag-alaga.

Kaya, ang isang makabuluhang pagkawala ng tubig ay nangyayari. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay bumubuo ng isang pagkawala sa turgor ng halaman, na ginagawang mahina at flaccid. Iminumungkahi na ang sistemang ito ay gumagana bilang isang alarma sa babala sa proseso ng tagtuyot.

Bilang karagdagan sa pagsasara ng stomatal, ang prosesong ito ay nagsasangkot din ng isang serye ng mga tugon na ang expression ng remodel gene, na nakakaapekto sa higit sa 100 genes.

Dormancy ng binhi

Ang dormancy ng binhi ay isang agpang kababalaghan na nagpapahintulot sa mga halaman na labanan ang hindi kanais-nais na mga kondisyon sa kapaligiran, maging ito ilaw, tubig, temperatura, bukod sa iba pa. Sa pamamagitan ng hindi pagtubo sa mga yugtong ito, nasisiguro ang paglaki ng halaman sa mga oras na ang kapaligiran ay higit na mapagkawanggawa.

Ang pag-iwas sa isang binhi mula sa pagtubo sa gitna ng taglagas o sa gitna ng tag-araw (kung ginagawa ito sa oras na ito ang mga pagkakataong mabuhay ay napakababa) ay nangangailangan ng isang kumplikadong mekanismo ng physiological.

Ayon sa kasaysayan, ang hormon na ito ay itinuturing na may mahalagang papel sa paghinto ng pagtubo sa mga panahon na nakapipinsala sa paglago at pag-unlad. Napag-alaman na ang mga antas ng abscisic acid ay maaaring tumaas ng hanggang sa 100 beses sa panahon ng proseso ng pagpapahinog ng binhi.

Ang mga mataas na antas ng halaman na ito ng halaman ay pumipigil sa proseso ng pagtubo, at naman, hinikayat ang pagbuo ng isang pangkat ng mga protina na makakatulong upang labanan ang matinding kakulangan ng tubig.

Ang pagtubo ng binhi: pagtanggal ng abscisic acid

Upang ang binhi ay tumubo at makumpleto ang siklo ng buhay nito, ang abscisic acid ay dapat alisin o hindi aktibo. Mayroong maraming mga paraan upang maisakatuparan ang layuning ito.

Sa mga disyerto, halimbawa, ang abscisic acid ay tinanggal sa mga panahon ng pag-ulan. Ang iba pang mga buto ay nangangailangan ng ilaw o temperatura na pampasigla upang maaktibo ang hormon.

Ang kaganapan ng pagtubo ay hinihimok ng balanse ng hormonal sa pagitan ng abscisic acid at giberillins (isa pang malawak na kilala na hormone ng halaman). Ayon sa kung aling sangkap ang namamayani sa gulay, ang pagtubo ay nangyayari o hindi.

Mga kaganapan sa pagkakawala

Ngayon ay may katibayan na sumusuporta sa ideya na ang abscisic acid ay hindi nakikilahok sa dormancy ng usbong, at ironic na maaaring tila, ni sa pag-alis ng mga dahon - isang proseso kung saan nakuha nito ang pangalan nito.

Sa kasalukuyan ay kilala na ang hormon na ito ay hindi direktang kontrolin ang hindi pagkakasala kababalaghan. Ang mataas na pagkakaroon ng acid ay sumasalamin sa papel nito sa pagsusulong ng senescence at ang tugon sa pagkapagod, mga kaganapan na nangunguna sa kawalan.

Stunted paglaki

Ang Abscisic acid ay kumikilos bilang isang antagonist (iyon ay, nagsasagawa ito ng mga kabaligtaran na pag-andar) ng mga hormone ng paglago: mga auxins, citicinins, giberillins, at brassinosteroids.

Kadalasan beses, ang kaugnayang antagonistic na ito ay nagsasama ng maraming ugnayan sa pagitan ng abscisic acid at iba't ibang mga hormone. Sa ganitong paraan, ang isang resulta ng pisyolohikal ay orkestra sa halaman.

Bagaman ang hormon na ito ay itinuturing na isang inhibitor ng paglago, wala pa ring kongkretong ebidensya na maaaring ganap na suportahan ang hypothesis na ito.

Ang mga batang tisyu ay kilala upang ipakita ang mga makabuluhang halaga ng mga abscisic acid at mutants na kulang sa hormon na ito ay mga dwarfs: higit sa lahat dahil sa kanilang kakayahang mabawasan ang pawis at dahil sa labis na produksiyon ng etilena.

Mga rhtyms ng cardiac

Natukoy na may pang-araw-araw na pagbabagu-bago sa dami ng abscisic acid sa mga halaman. Para sa kadahilanang ito, ipinapalagay na ang hormon ay maaaring kumilos bilang isang molekula ng signal, na nagpapahintulot sa halaman na asahan ang mga pagbagu-bago sa ilaw, temperatura at dami ng tubig.

Mga potensyal na gamit

Tulad ng nabanggit namin, ang ruta ng synthesis ng abscisic acid ay lubos na nauugnay sa hydric stress.

Para sa kadahilanang ito, ang ruta na ito at ang buong circuit na kasangkot sa regulasyon ng expression ng gene at ang mga enzymes na lumahok sa mga reaksyon na ito, ay bumubuo ng isang potensyal na target upang makabuo, sa pamamagitan ng genetic engineering, mga variant na matagumpay na nagparaya sa mataas na konsentrasyon ng asin at mga panahon ng mga kakulangan sa tubig.

Mga Sanggunian

1. Campbell, NA (2001). Biology: Mga konsepto at relasyon. Edukasyon sa Pearson.
2. Finkelstein, R. (2013). Abscisic acid synthesis at tugon. Ang librong Arabidopsis / American Society of Plant Biologists, 11.
3. Gómez Cadenas, A. (2006). Ang mga phytohormones, metabolismo at mode ng pagkilos, Aurelio Gómez Cadenas, mga editor ng Pilar García Agustín. Mga Agham.
4. Himmelbach, A. (1998). Ang pag-sign ng abscisic acid upang ayusin ang paglago ng halaman. Mga Transaksyon ng Pilosopikal ng Royal Society ng London B: Biological Science, 353 (1374), 1439-1444.
5. Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). Abscisic acid biosynthesis at catabolism. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
6. Raven, PHE, Ray, F., & Eichhorn, SE Plant Biology. Editoryal na Reverté.