Определение ауксина

Ауксин это растение гормон полученный из аминокислоты триптофан. Ауксин может быть одной из многих молекул, но все молекулы ауксина участвуют в некоторой клеточной регуляции. Молекулы ауксина являются одним из пяти основных типов растительных гормонов. Другими основными группами являются гиббереллины, цитокинины, этилен и абсцизовая кислота. Ауксин был первой из этих групп, которая была идентифицирована, и была химически изолирована в 1930-х годах.

Самым распространенным ауксином является индолуксусная кислота или просто IAA. IAA – это ауксин, который очень важен для роста и развития растительных тканей. При изучении молекул ауксина ученым удалось воссоздать похожие структуры, называемые синтетическими регуляторами роста. Эти «поддельные» ауксины также стимулируют рост растений и используются во многих сельскохозяйственных и коммерческих применениях.

Функция ауксина

Ауксиновая группа гормонов имеет широкий спектр применения в растении. Молекулы ауксина находятся во всех тканях растения. Однако они, как правило, сосредоточены в меристемах, центрах роста, которые находятся на переднем крае роста. Эти центры выпускают молекулы ауксина, которые затем распределяются по направлению к корням. Таким образом, растение может координировать свои размеры, а также рост и развитие различных тканей на основе градиента концентрации ауксина.

Ауксин влияет на многие клеточные процессы. На молекулярном уровне молекулы ауксина могут влиять на цитоплазматическое течение, движение жидкостей в пределах клетка и даже активность различных ферментов. Это дает ауксину прямой контроль над ростом, развитием и пролиферацией отдельных клеток в растении. Градиент ауксина напрямую влияет на такие процессы, как инициация цветков, развитие плодов и даже образование клубней и луковиц. Даже на ежедневной основе уровень ауксина влияет на такие процессы, как фототропизм, что позволяет растению следовать за солнцем и получать больше энергии. Ауксин контролирует этот процесс, концентрируясь в стороне от солнца. Это вызывает изменения в клетках, которые наклоняют растение к свету. Это можно увидеть на изображении ниже.

Еще одна важная особенность, которую обеспечивают ауксиновые градиенты для многих растений, – апикальное доминирование. Апикальное доминирование формируется, когда один меристемы растет быстрее и эффективнее. В конце концов, ауксин, высвобождаемый из этой меристемы, препятствует появлению новых побегов под ним. Если стебель отрезан, под стеблем появится много новых побегов, поскольку градиент ауксина был нарушен, и система должна создать новый ведущий побег. Градиент ауксина, когда он установлен, определяет, как быстро растут междоузлия, что определяет высоту растения. Обсуждая функцию молекул ауксина в растении, почти легче обсуждать вещи, которые они не контролируют.

Некоторые ученые даже обсуждали полярно-ауксиновую транспортную систему как растение нервная система, То, как молекулы ауксина перемещаются из клетки в клетку, очень похоже на то, как нервный сигнал передается через тело животного. Ауксин молекула поражает различные ткани и обычно превращается в другой ауксин. Затем может быть сгенерирован «обратный сигнал». Таким образом, используя множество различных версий ауксина и других гормоны растений Растение может иметь практически здоровую нервную систему для реагирования на внешние раздражители.

Структура ауксина

Нативные молекулы ауксина обычно происходят из аминокислоты триптофана. Эта аминокислота имеет шестигранное углеродное кольцо, присоединенное к 5-стороннему кольцу, содержащему углерод. К этому 5-стороннему кольцу прикреплена группа. Единственная разница между большинством молекул ауксина и триптофаном состоит в том, что прикреплено к этому кольцу. Общий ауксин IAA можно увидеть ниже.

Чтобы создать эту молекулу, необходимы два фермента, чтобы действовать на триптофан. Во-первых, аминотрансфераза удаляет азот и водород из боковой цепи, присоединенной к 5-стороннему кольцу. Затем фермент декарбоксилаза удаляет карбоксильная группа, оставив только COOH. Хлорид-ион присоединяется к шестигранному кольцу, и IAA рождается. Большинство ауксинов являются производными этой молекулы.

Синтетические аналоги ауксина

Изучив структуру природных молекул ауксина, ученый легко смог получить молекулы, которые были похожи на природные ауксины. Эти синтетические аналоги ауксина имеют множество применений. Их можно использовать для стимулирования роста определенных растений. Синтетическая обработка ауксина используется на многих черенках растений, чтобы вызвать процессы укоренения. Таким образом, ученый может делать клоны растений, беря черенки и выращивая черенки в целые растения.

1-нафталинуксусная кислота (НАА) – это химическое вещество, являющееся основным, и синтетический ауксин Этот поддельный ауксин продаётся обычным садовникам. Хотя существуют некоторые проблемы с безопасностью и обращением, с 1940-х годов используются искусственные молекулы ауксина для стимулирования роста черенков. Ученый также обнаружил, что молекулы ауксина также могут обладать свойствами против роста.

Синтетический ауксин 2,4-D (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) является распространенным убийцей сорняков. Ауксиноподобная молекула поражает только широколистный сорняк вид, Это означает, что его можно наносить вокруг газонов, лугов и других ландшафтных растений, не затрагивая их. Однако у широколиственных растений это вызывает быстрый рост во всех неправильных местах. Растения быстро отмирают. Существует много других синтетических ауксиновых соединений, которые используются на рынке.

викторина

1. Каков один риск использования синтетических молекул ауксина?A. Они могут сделать растение слишком большимB. Они абсолютно токсичны до конца потребитель C. Они могут вымываться в воду

Ответ на вопрос № 1

С верно. Хотя синтетический ауксин используется с 1940-х годов, нет никаких доказательств того, что он вреден для человека в том, как мы его используем. Кроме того, он не производит супер-растения, он может только стимулировать их рост. На самом деле, слишком много это токсин растениям, и они вырастут странными органами и умрут.

2. Ученый берет три черенки неизвестного растения. На одну стрижку он не наносит синтетического ауксина. Второе растение получает легкую дозу ауксина, в то время как последнее пропитывается высокой дозой. Какое растение будет развивать лучшие корни?A. Завод 2B. Завод 3C. Недостаточно информации

Ответ на вопрос № 2

С верно. В этом случае, не зная, как ауксин влияет на растение, невозможно сказать, как он отреагирует. Некоторые растения нуждаются в высоких дозах ауксина, в то время как другие стимулируются в низких дозах. Это зависит от того, какой именно ауксин или синтетический ауксин используется. Если разновидность растения отклоняет это вообще, это может быть необработанная черенка, которая делает лучшее.

3. Чем нервная система животного отличается от теоретической нервной системы на основе ауксина, описанной в этой статье?A. Нервная система животных функционирует более эффективноB. Животная система использует электрические импульсыC. Обе нервные системы одинаковы

Ответ на вопрос № 3

В верно. В случае нервной системы растений действия и реакции системы основаны на взаимодействии молекул с внешними раздражителями. У животных эти взаимодействия превращаются в электрические стимулы. Вот почему нервные импульсы животных движутся быстрее. Однако столько же информации может содержаться в проходе и движении молекул ауксина в растении.

Ссылки

  • Брюс, П. Ю. (2011). Органическая химия (6-е изд.). Бостон: Прентис Холл.
  • McMahon, M.J., Kofranek, A.M. & Rubatzky, V.E. (2011). Наука о растениях: рост, развитие и использование культурных растений (5-е изд.). Бостон: Прентинс Холл.
  • Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. (2008). Принципы биохимия, Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *