ASID ABSCISIC (ABA): FUNGSI DAN KESAN - BIOLOGI - 2025

The asid abscisic (ABA) adalah salah satu daripada hormon utama dalam tumbuhan. Molekul ini mengambil bahagian dalam satu siri proses fisiologi penting, seperti percambahan biji dan toleransi terhadap tekanan persekitaran.

Dari segi sejarah, asid absisik pernah dikaitkan dengan proses pembuangan daun dan buah (oleh itu namanya). Walau bagaimanapun, hari ini diterima bahawa ABA tidak mengambil bahagian secara langsung dalam proses ini. Sebenarnya, banyak fungsi tradisional yang dikaitkan dengan hormon telah dicabar oleh teknologi semasa.

Sumber: Oleh Charlesy (talkcontribs), dari Wikimedia Commons

Dalam tisu tumbuhan, kekurangan air menyebabkan kehilangan turgor struktur tanaman. Fenomena ini merangsang sintesis ABA, memicu tindak balas jenis adaptif, seperti penutupan stomata dan pengubahsuaian corak ekspresi gen.

ABA juga telah diasingkan dari kulat, bakteria dan beberapa metazoa - termasuk manusia, walaupun fungsi spesifik molekul belum ditentukan dalam garis keturunan ini.

Perspektif bersejarah

Dari penemuan pertama zat yang memiliki kemampuan untuk bertindak sebagai "hormon tumbuhan", mulai dicurigai bahawa mesti ada molekul penghambat pertumbuhan.

Pada tahun 1949, molekul ini diasingkan. Berkat kajian mengenai tunas yang tidak aktif, dapat ditentukan bahawa mereka mengandungi sejumlah besar bahan yang berpotensi menghambat.

Ini bertugas menyekat tindakan auxin (hormon tumbuhan yang terkenal terutamanya kerana penyertaannya dalam pertumbuhan) dalam oat coleoptiles.

Oleh kerana sifat penghambatnya, bahan ini pada awalnya disebut asrama. Selepas itu, beberapa penyelidik mengenal pasti bahan yang mampu meningkatkan proses abses pada daun, dan juga pada buah-buahan. Salah satu asrama ini dikenal pasti secara kimia dan diberi nama "abscisin" - oleh tindakannya semasa wuduk.

Penyelidikan berikut dapat membuktikan bahawa apa yang disebut asrama dan abses adalah bahan kimia yang sama, dan dinamakan semula sebagai "asid absisik".

ciri

Asid absisik, disingkat ABA, adalah hormon tumbuhan yang terlibat dalam rangkaian tindak balas fisiologi, seperti tindak balas terhadap tempoh tekanan persekitaran, pematangan embrio, pembelahan sel dan pemanjangan, dalam percambahan biji, antara lain.

Hormon ini terdapat di semua tumbuhan. Ia juga dapat dijumpai pada beberapa spesies kulat yang sangat spesifik, dalam bakteria dan di beberapa metazoans - dari cnidarians hingga manusia.

Ia disintesis di dalam plastid tumbuhan. Jalur anabolik ini sebagai pendahulunya molekul yang disebut isopentenyl pyrophosphate.

Ia biasanya diperoleh dari bahagian bawah buah, khususnya di bahagian bawah ovari. Asid absisik meningkat dalam kepekatan ketika jatuh buah mendekat.

Sekiranya asid absisik digunakan secara eksperimental pada bahagian tunas vegetatif, primordia daun menjadi cataphiles dan tunas menjadi struktur musim sejuk.

Tindak balas fisiologi tumbuhan adalah kompleks dan pelbagai hormon terlibat. Contohnya, giberilin dan sitokinin nampaknya mempunyai kesan kontras terhadap asid absisik.

Struktur

Secara struktural, molekul asid absisik mempunyai 15 karbon dan formulanya ialah C ₁₅ H ₂₀ O ₄ , di mana karbon 1 'mempunyai aktiviti optik.

Ini adalah asid lemah dengan pKa mendekati 4.8. Walaupun terdapat beberapa isomer kimia molekul ini, bentuk aktifnya adalah S - (+) - ABA, dengan rantai sisi 2- cis -4-trans. Bentuk R menunjukkan aktiviti hanya dalam beberapa ujian.

Mekanisme tindakan

ABA dicirikan oleh mempunyai mekanisme tindakan yang sangat kompleks, yang belum sepenuhnya diungkapkan.

Masih belum dapat mengenal pasti reseptor ABA - seperti yang terdapat pada hormon lain, seperti auksin atau giberelin. Walau bagaimanapun, beberapa protein membran nampaknya terlibat dalam pemberian isyarat hormon, seperti GCR1, RPK1, antara lain.

Selanjutnya, sebilangan besar utusan kedua yang terlibat dalam penghantaran isyarat hormon diketahui.

Akhirnya, beberapa jalur isyarat telah dikenal pasti, seperti reseptor PYR / PYL / RCAR, fosfatase 2C, dan kinase SnRK2.

Fungsi dan kesan pada tanaman

Asid absisik telah dikaitkan dengan pelbagai proses tanaman penting. Antara fungsi utamanya kita dapat menyebutkan perkembangan dan percambahan biji benih.

Ia juga terlibat dalam tindak balas terhadap keadaan persekitaran yang melampau, seperti sejuk, kekeringan, dan kawasan dengan kepekatan garam yang tinggi. Kami akan menerangkan yang paling relevan di bawah:

Tekanan air

Penekanan diberikan kepada penyertaan hormon ini dengan adanya tekanan air, di mana peningkatan hormon dan perubahan corak ekspresi gen sangat penting dalam tindak balas tumbuhan.

Apabila kekeringan mempengaruhi tanaman, ia dapat dibuktikan kerana daunnya mulai layu. Pada ketika ini, asid absisik bergerak ke daun dan terkumpul di dalamnya, menyebabkan stomata ditutup. Ini adalah struktur seperti injap yang menjadi penghubung pertukaran gas di loji.

Asid absisik bertindak pada kalsium: molekul yang mampu bertindak sebagai utusan kedua. Ini menyebabkan peningkatan pembukaan saluran ion kalium yang terletak di luar membran plasma sel yang membentuk stomata, yang disebut sel penjaga.

Oleh itu, kehilangan air yang ketara berlaku. Fenomena osmotik ini menimbulkan kerugian pada turgor tanaman, menjadikannya lemah dan lembap. Dicadangkan sistem ini berfungsi sebagai amaran amaran terhadap proses kekeringan.

Selain penutupan stomatal, proses ini juga melibatkan serangkaian tindak balas yang merombak ekspresi gen, mempengaruhi lebih dari 100 gen.

Dormansi benih

Dormancy benih adalah fenomena adaptif yang membolehkan tanaman menahan keadaan persekitaran yang tidak baik, baik cahaya, air, suhu, antara lain. Dengan tidak bercambah pada tahap ini, pertumbuhan tanaman dapat dipastikan pada masa persekitarannya lebih baik.

Mencegah benih daripada bercambah pada pertengahan musim luruh atau pertengahan musim panas (jika ia melakukannya pada masa ini peluang untuk hidup sangat rendah) memerlukan mekanisme fisiologi yang kompleks.

Dari segi sejarah, hormon ini telah dianggap memainkan peranan penting dalam menghentikan percambahan dalam tempoh yang memudaratkan pertumbuhan dan perkembangan. Telah didapati bahawa kadar asid absisik dapat meningkat hingga 100 kali semasa proses pematangan biji.

Tahap tinggi hormon tanaman ini menghalang proses percambahan, dan seterusnya, mendorong pembentukan sekumpulan protein yang membantu menahan kekurangan air yang melampau.

Percambahan biji benih: penyingkiran asid absisik

Agar benih bercambah dan menyelesaikan kitaran hayatnya, asid absisik mesti dikeluarkan atau tidak aktif. Terdapat beberapa cara untuk mencapai tujuan ini.

Di padang pasir, misalnya, asid absisik dikeluarkan melalui musim hujan. Benih lain memerlukan rangsangan cahaya atau suhu untuk mematikan hormon.

Kejadian percambahan didorong oleh keseimbangan hormon antara asid absisik dan giberilin (hormon tumbuhan lain yang terkenal). Menurut zat mana yang mendominasi sayur, percambahan berlaku atau tidak.

Kejadian abses

Hari ini ada bukti yang menyokong idea bahawa asid absisik tidak berpartisipasi dalam dormansi tunas, dan ironisnya seperti yang terlihat, tidak juga dalam ketiadaan daun - proses dari mana ia berasal dari namanya.

Pada masa ini diketahui bahawa hormon ini tidak secara langsung mengawal fenomena abses. Kehadiran asid yang tinggi mencerminkan perannya dalam mendorong penuaan dan tindak balas terhadap tekanan, peristiwa yang berlaku sebelum wuduk.

Pertumbuhan yang terbantut

Asid absisik bertindak sebagai antagonis (iaitu, ia melakukan fungsi sebaliknya) hormon pertumbuhan: auksin, citicinins, giberillins, dan brassinosteroids.

Sering kali, hubungan antagonis ini merangkumi hubungan berganda antara asid absisik dan pelbagai hormon. Dengan cara ini, hasil fisiologi disusun di kilang.

Walaupun hormon ini telah dianggap sebagai penghambat pertumbuhan, masih belum ada bukti konkrit yang dapat menyokong sepenuhnya hipotesis ini.

Tisu muda diketahui mempunyai sejumlah besar asid absisik dan mutan yang kekurangan hormon ini adalah kerdil: terutamanya kerana keupayaannya untuk mengurangkan peluh dan disebabkan oleh pengeluaran etilena yang berlebihan.

Irama jantung

Telah ditentukan bahawa terdapat turun naik setiap hari dalam jumlah asid absisik pada tanaman. Atas sebab ini, dianggap hormon dapat bertindak sebagai molekul isyarat, yang memungkinkan tanaman untuk mengantisipasi turun naik cahaya, suhu dan jumlah air.

Penggunaan yang berpotensi

Seperti yang kami sebutkan, laluan sintesis asid absisik sangat berkaitan dengan tekanan hidrik.

Atas sebab ini, laluan ini dan keseluruhan litar yang terlibat dalam pengawalan ekspresi gen dan enzim yang mengambil bahagian dalam tindak balas ini, merupakan sasaran yang berpotensi untuk menghasilkan, melalui teknik genetik, varian yang berjaya mentoleransi kepekatan garam yang tinggi dan tempoh kekurangan air.

Rujukan

1. Campbell, NA (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
2. Finkelstein, R. (2013). Sintesis dan tindak balas asid abscisic. Buku Arabidopsis / Persatuan Ahli Biologi Tumbuhan Amerika, 11.
3. Gómez Cadenas, A. (2006). Phytohormones, metabolisme dan cara tindakan, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín editores. Ilmu.
4. Himmelbach, A. (1998). Isyarat asid absisik untuk mengatur pertumbuhan tanaman. Transaksi Falsafah Royal Society of London B: Sains Biologi, 353 (1374), 1439-1444.
5. Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). Biosintesis dan katabolisme asid abscisic. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
6. Raven, PHE, Ray, F., & Eichhorn, SE Plant Biology. Reverté Pengarang.