Reguladores químicos del crecimiento vegetal

Presentación del tema: "Reguladores químicos del crecimiento vegetal"— Transcripción de la presentación:

1 Reguladores químicos del crecimiento vegetal
Auxinas Citocininas Giberelinas Etileno ácido abscísico (ABA) Otras: poliaminas, jasmonatos, ácido salicílico, brasinosteroides, sistemina Hormona definicion Ca, K, sacarosa Inductores pero tambien inhibidores Regulador quimico 5 grupos principales: Auxinas Citocininas Giberelinas Etileno ácido abscísico Otras: poliaminas, jasmonatos, ácido salicílico, brasinosteroides, sistemina

2 Auxinas El ácido indolacético (AIA) se sintetiza en meristemas, hojas jóvenes, y en frutos y semillas en desarrollo. TRANSPORTE (basípeto en tallo, acrópeto en raíz) XILEMA Y FLOEMA TRANSPORTE POLAR por células parenquimáticas Entrada: por toda la superficie celular nediante transportadores o por ósmosis a favor de un gradiente de pH generado por bombas protónicas de m.p. que mantendrían el pH màs bajo en la pared celular respecto del citoplasma. La m.p. permeable al AIAH no disociado, permitiría la entrada de esta molécula que una vez adentro del citoplasma, se disociaría en AIA- + H+ debido al mayor pH. La m.p. es impermeable al AIA que sólo podría salir a través de transportadores específicos. La polaridad del transporte estaría dada por la distribución asimétrica de estos transportadores que solamente estarían ubicados en la base de las células transportadoras. Fuera de la célula, a menor pH se restituiría el AIAH que de esta manera entra en la célula siguiente. Evidencia: ácido naftilftalámico (NPA) y el ácido 2,3,5-tryiodobenzoico (TIBA), que interactúan con los transportadores de salida e inhiben el transporte polar, lo cual respalda la hipótesis quimiosmótica. Por eso son empleados en agricultura como herbicidas. La auxina estimula la elongación celular. La auxina incrementa la extensibilidad de la pared celular: hipótesis del crecimiento ácido. Los efectos estimulantes de las auxinas sobre el crecimiento de tallos y raíces es la consecuencia del alargamiento celular. Bajo la influencia de la auxina, la plasticidad de la pared celular aumenta y la célula se ensancha en respuesta a la turgencia que provoca la entrada de agua en la vacuola (Figura 14.7).  Las auxinas activan las proteínas transportadoras de iones hidrógeno (H+) de la célula a la pared celulósica. Como resultado de este movimiento, la pared celular se acidifica y esto hace activar una enzima de la pared celular que rompe los enlaces cruzados entre las cadenas de celulosa. Esto permite que las moléculas se deslicen entre sí al aumentar la turgencia sobre la pared celular (Figura 14.7).  Esta respuesta llamada crecimiento ácido es rápida y se produce a los 3-5 minutos, alcanzando un máximo a los 30 minutos y finalizando al cabo de 1 a 3 horas. 2

3 El transporte de auxina es independiente de la gravedad
Agar donor con auxina* Donor Término apical Ápice del vástago Receptor Hay transporte hacia bloque receptor Hipocótilo Segmento Inversión Donor Límite basal Receptor Transporte hacia bloque receptor bloqueado Plántula

4 Transporte polar: hipótesis quimiosmótica
El AIA entra pasivamente (IAAH) or por contransporte activo de la forma aniónica (AIA–). Velocidad: > difusión < floema The undissociated form of indole-3-acetic acid, in which the carboxyl group is protonated, is lipophilic and readily diffuses across lipid bilayer membranes. In contrast, the dissociated form of auxin is negatively charged and therefore does not cross membranes unaided Entrada: por toda la superficie celular nediante transportadores o por ósmosis a favor de un gradiente de pH generado por bombas protónicas de m.p. que mantendrían el pH màs bajo en la pared celular respecto del citoplasma. La m.p. permeable al AIAH no disociado, permitiría la entrada de esta molécula que una vez adentro del citoplasma, se disociaría en AIA- + H+ debido al mayor pH. La m.p. es impermeable al AIA que sólo podría salir a través de transportadores específicos. La polaridad del transporte estaría dada por la distribución asimétrica de estos transportadores que solamente estarían ubicados en la base de las células transportadoras. Fuera de la célula, a menor pH se restituiría el AIAH que de esta manera entra en la célula siguiente. Evidencia: ácido naftilftalámico (NPA) y el ácido 2,3,5-tryiodobenzoico (TIBA), que interactúan con los transportadores de salida e inhiben el transporte polar, lo cual respalda la hipótesis quimiosmótica. Por eso son empleados en agricultura como herbicidas. These and other experiments suggested that an H+–IAA– symporter cotransports two protons along with the auxin anion La auxina estimula la elongación celular. La auxina incrementa la extensibilidad de la pared celular: hipótesis del crecimiento ácido. Los efectos estimulantes de las auxinas sobre el crecimiento de tallos y raíces es la consecuencia del alargamiento celular. Bajo la influencia de la auxina, la plasticidad de la pared celular aumenta y la célula se ensancha en respuesta a la turgencia que provoca la entrada de agua en la vacuola (Figura 14.7).  Las auxinas activan las proteínas transportadoras de iones hidrógeno (H+) de la célula a la pared celulósica. Como resultado de este movimiento, la pared celular se acidifica y esto hace activar una enzima de la pared celular que rompe los enlaces cruzados entre las cadenas de celulosa. Esto permite que las moléculas se deslicen entre sí al aumentar la turgencia sobre la pared celular (Figura 14.7).  Esta respuesta llamada crecimiento ácido es rápida y se produce a los 3-5 minutos, alcanzando un máximo a los 30 minutos y finalizando al cabo de 1 a 3 horas. requiere energía metabólica!! NPA y TIBA herbicidas 4

5 FOTOTROPISMO Charles y Francis Darwin 1881
"Debemos concluir, por tanto, ─ escribieron ─ que cuando las plántulas son expuestas libremente a una luz lateral se transmite cierta influencia desde la parte superior a la parte inferior, que obliga a la planta a curvarse."

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7 Auxinas FOTOTROPISMO Charles y Francis Darwin 1881
"Debemos concluir, por tanto, ─ escribieron ─ que cuando las plántulas son expuestas libremente a una luz lateral se transmite cierta influencia desde la parte superior a la parte inferior, que obliga a la planta a curvarse." 7

8 2-la luz no destruye a la auxina
Ápice del Coleoptile completamente dividido por una fina pieza de mica No hay distribución lateral de la auxina Coleoptile de maíz Bloque de agar Luz unilateral Ápice del Coleoptile parcialmente dividido por una fina pieza de mica Distribución lateral de la auxina No hay destrucción de auxina (Cholodny y Went, 1920) FOTOTROPISMO Y GRAVITROPISMO. Respecto de la luz y la gravedad. Thigmotropismo (tacto) Fototropismo De acuerdo con el modelo de cholodny-went, para el fototropismo, los apices de coleoptile en gramineas tienen tres funciones especializadas: 1- produccion de AIA libre 2- Percepcion unilateral del estimulo luminoso 3-el transporte lateral de AIA en respuesta al estímulo fototropico. Evidencia de que: 1- la distribución de auxina es estimulada por luz unidireccional en coleoptiles de maiz y 2-la luz no destruye a la auxina

9 1926, Frits W. Went auxein, "aumentar” (griego)

10 Vía triptofano-dependiente de biosíntesis de ác. Indolacético (AIA)
mid-1930s Vía triptofano-dependiente de biosíntesis de ác. Indolacético (AIA)

11 El AIA también se sintetiza a partir de indol o indol-3-glicerol fosfato

12 auxinas sintéticas: herbicidas en horticultura y agricultura

13 Incrementa la extensibilidad de la pared celular: - crecimiento ácido.
3-5 minutos, alcanzando un máximo a los 30 minutos y finalizando al cabo de 1 a 3 horas Turgencia! Una protein quinasa autofosforilante (NPH1) , UNA FLAVOPROTEINA CUYa actividad es estimulada por la luz azul. El espectro de accion para la activacion por luz azul de la actividad kinasa se parece mucho al espectro de accion del fototropismo.. De acuerdo con la hipotesis actual, lel gradiente de fosforilacion induce el movimiento de la auxina hacia el lado oscuro del coleoptile. Una vez que la auxina alcanza el lado oscuro, es transportado basipetamente hacia la zona de elongación. La aceleracion del crecimiento en el lado oscuro y el enlentecimietno del lado iluminado (crecimiento diferencial) da lugar a la curvatura hacia la luz. enzima de la pared celular que rompe los enlaces cruzados entre las cadenas de celulosa

14 Se desconoce la relación entre 1 y 2.
la luz azul genera: 1-gradiente de auxina 2- gradiente de fosforilación de fototropinas (fotoreceptoras de membrana) Pero: Se desconoce la relación entre 1 y 2. Transporte lateral de auxina (poca evidencia) destrucciòn de AIA por la luz Inactivación de genes de la síntesis de AIA?. La luz azul

15 Posibles etapas en la acción de la auxina
Crecimiento ácido mediado por expansinas Inducción de síntesis de enzimas hidrolíticas y componentes de la p.c. Mensajeros secundarios Auxin-Induced Proton Extrusion Acidifies the Cell Wall and Increases Cell Extension Extrusión de H+ inducida por auxina 15

16 Pared celular 1º 1-endo-ß (1-4)-D-glucanasa
2-xiloglucano-endotransglicosilasa (XET), Pared primaria. Red tridimensional de microfibrillas de celulosa embebidas en una matriz constutida por polisacárdios (hemicelulosas y pectinas), en continuidad con la membrana Microfibrillas de celulosa dispuestas paralelamente a unos 30 nm en una matriz de hemicelulosa, pectinas más proteínas estructurales Las hemicelulosas entrelazan las microbibrillas de celulosa. En la mayoría de las plantas excepto gramíneas, el xiloglucano es el polisacárdio no celulósico más abundante. Eje central Beta 1-4 glucanos,más corto que el de la celulosa Proteína estructural 3- expansinas 16

17 Posibles etapas en la acción de la auxina
Crecimiento ácido mediado por expansinas Inducción de síntesis de enzimas hidrolíticas y componentes de la p.c. Mensajeros secundarios (Ca2+) Auxin-Induced Proton Extrusion Acidifies the Cell Wall and Increases Cell Extension Extrusión de H+ inducida por auxina Proteínas varias 17

18 Respuesta a las hormonas (general)
la unión de la hormona produce un cambio conformacional en el receptor Receptor se une a la proteína g La proteína G se disocia La subunidad alfa se une a la adenilato ciclasa activando la síntesis de AMPc. La hormona tiende a disociarse La hidrólisis de GTP Most of the effects of calcium, however, are brought about by activation of Ca2+–calmodulin-dependent protein kinases (CaM kinases). CaM kinases phosphorylate serine or threonine residues of their target enzymes, causing enzyme activation. Thus, the effect Gene Expression and Signal Transduction 19 GDP Receptor protein Hormone Heterotrimeric G protein Adenylyl cyclase R γ C β α Binding of hormone produces conformational change in receptor recepto 1 Receptor binds to G GTP GDP bound to G protein is replaced by GTP, and subunits of G protein dissociate 3 α Subunit binds to adenylyl cyclase, activating synthesis of cAMP; hormone tends to ATP cAMP + PPi EXTRACELLULAR SPACE CYTOSOL Plasma membrane Pi Hydrolysis of GTP to GDP causes α subunit to dissociate from adenylyl cyclase and bind to β–γ, regenerating a conformation of G protein that can be activated by a receptor– hormone complex 2 4 5 Figure Hormone-induced activation of an effector enzyme is mediated by the α subunit of a heterotrimeric G protein. (1) Upon binding to its hormonal ligand, the sevenspanning receptor undergoes a conformational change. (2) The receptor binds to the heterotrimeric G protein. (3) Contact with the receptor induces the α subunit of the heterotrimeric G protein to exchange GDP for GTP, and the α subunit then dissociates from the complex. (4) The G protein α subunit associates with the effector protein (adenylyl cyclase) in the membrane, causing its activation. At the same time the hormone is released from its receptor. (5) The effector enzyme becomes inactivated when GTP is hydrolyzed to GDP. The α subunit then reassociates with the heterotrimeric G protein and is ready to be reactivated by a second hormonal stimulus. (From Lodish et al. AMPc Hopkins, 1999

19 Posibles etapas en la acción de la auxina
dos efectos diferentes sobre la elongación celular: 1- efecto a corto tiempo, rápido (hipótesis ácida) 2- continuado, debido a la regulación de la expresión génica. 19

20 LA RESPUESTA A LAS AUXINAS EN LAS PLANTAS DEPENDEN DE LA CONCENTRACIÓN DE HORMONA Y DEL TIPO DE ÓRGANO TRATADO. LA RESPUESTA A LAS AUXINAS EN LAS PLANTAS DEPENDEN DE LA CONCENTRACIÓN DE HORMONA Y DEL TIPO DE ÓRGANO TRATADO. Fig 19-4 AB SENSIBILIDAD: raíces más que yemas y estas más que tallos. Dependeria de la concentracion de receptores hormonales La efectividad de la union hormona –receptor Cadena de transduccion de señales. LA REGULACIÓN DE LA CONENTRACIÓN DE AIA ES IMPORTANTE Fig19-5 EL TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS DE ORGANELAS SE REALIZARIA MEDIANTE PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS.

21 Gravitropismo negativo
Gravitropismo positivo GRAVITROPISMO Cuando el coleoptile de avena se coloca horizontal, el apice crece hacia arriba. El modelo de Cholodny-Went porpone que la auxina producida en el apice es redirigida hacia el lado inferior del coleoptile, provocando un mayor crecimiento del lado inferior. Este modelo ha sido confirmado por el uso de radio isotopos marcados de AIA , metodos fisicoquimicos y radioinmunoensayos. Ensayos anteriores habian demostrado que el apice podia percibir la gravedad. Que ocurre cuedo se corta el apice? Hay curvatura pero ligera, si se agrega AIA la curvatura es la normal. El lado que crece mas es siempre mas acidico La existencia de un gradiente lateral de genes SAURs (samll auxin up-regulated RNAs) es una evidencia indirecta de la existencia de un gradiente lateral en auxinas. Gravitropismo negativo 21

22 Whether the statocyte is able to detect the downward motion of the statolith as it passes through the cytoskeleton or whether the stimulus is perceived only when the statolith comes 22

23 Percepción de la gravedad por los estatocitos
Cómo sensan las plantas la gravedad? Este sensado debe estar a cargo de organelas grandes que sedimentan como los amiloplastos. La gravedad no genera un gradiente. Los amiloplastos encargados de sensar gravedad se denominan estatolitos y las celulas que los contienen estocitos Estudios con mutantes sugieren que la vaina de almidón, una capa de celulas que rodea los haces vasculares en el tallo y que es continua a la endodermis en la raíz, no responden al estimulo gravitropico, es decir, mutantes que no presentan ni v.a. ni endodermis no tienen respuesta gravitropica en el tallo, aunque si en raiz lo cual demuestra que la v.a. es necesaria en esta respuesta en el tallo y la endodermis no lo es en la raiz Los estatocitos de la root cap serian los responsables de la respuesta gravitropica en raiz, que descenderian en la celula hasta presionar el reticulo endoplasmatico Mutantes deficientes en almidon muestran gravitropismo reducido. Sin embargo sigue habiendo…….es posible que la celula sense el desplazamiento de otras organelas tambien phenotypes of these two mutants, we can conclude the following: • The starch sheath is required for gravitropism in shoots. • The root endodermis, which does not contain statoliths, is not required for gravitropism in roots. 23

24 Otros EFECTOS FISIOLÓGICOS
Dominancia apical

25 Estimula el desarrollo de las raíces adventicias
se acumula AIA en la parte inmediatamente superior al corte La auxina promueve el desarrollo de raíces laterales. La auxina, en cantidades pequeñísimas, puede estimular el crecimiento de las raíces. No obstante, en cantidades algo mayores, inhibe el crecimiento de las raíces primarias, aunque puede promover la formación de nuevas raíces secundarias. Estimula el desarrollo de las raíces adventicias y por esta razón se emplean comercialmente para estimular la formación de raíces en esquejes, especialmente en el cultivo de plantas leñosas (Figuras y 14.12). Esquejes de flor de Pascua (Ilex opaca). El extremo de los tallos se sumerge durante 5 segundos en soluciones conteniendo 50% de etanol y 0.01% (A) y 0.5% (B) de ácido naftalénacético, NAA (una auxina sintética). Luego fueron cultivados en vermiculita húmeda durante 2 semanas

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27 Estimula el desarrollo del fruto
La auxina y el desarrollo del fruto. La auxina promueve el crecimiento del fruto. Ordinariamente, si la flor no ha sido polinizada, el fruto no se desarrolla.  En algunas plantas es suficiente la fecundación de un único saco embrionario para el normal desarrollo del fruto; pero en otros frutos tales como manzanas o melones, que tienen muchas semillas, deben ser fecundadas varias de éstas para que la pared del ovario madure y se haga carnosa.  Tratando el gineceo de una flor con auxina, es posible obtener un fruto partenocárpico (del vocablo griego parthenos, que significa "virgen" o "doncella"), o lo que es lo mismo, un fruto originado sin haber sido fecundadas sus semillas, como en el caso del tomate o de la uva sin semillas. Aparentemente, las semillas en desarrollo son una fuente de auxina.  En la fresa (Fragaria ananassa), si se extirpan las semillas durante el desarrollo del fruto, que son aquenios, éste deja por completo de crecer. Si se deja una estrecha banda de semillas, el fruto (en el caso de la fresa el receptáculo carnoso) desarrolla un cíngulo abombado en el área ocupada por las semillas. Si se aplican auxinas al receptáculo despojado de semillas, el crecimiento tiene lugar de manera normal (Figura 14.13). (A) Fresa normal (Fragaria ananassa). (B) Fresa en la que se han extraído todos los frutos (aquenios). Si se hubiera aplicado una pasta conteniendo auxinas, el crecimiento de la fresa hubiera sido normal. (C) Fresa a la que se han extraído una tira horizontal de aquenios Número de semillas fecundadas Partenocarpia

28 parecido a flores tratadas con NPA
la primera función de los genes pin1-1 podria ser regular el transporte polar de auxina en la inflorescencia Regulación del desarrollo de brotes o yemas florales parecido a flores tratadas con NPA LAS AUXINAS REGULAN EL DESARROLLO DE BROTES O YEMAS FLORALES Cuando se tratan brotes florales con el inhibidor del transporte polar NPA de auxinas se observan malformaciones en las flores, sugiriendo que el transporte polar es requerido para la formación normal de la flor Recientemente se han aislado mutantes de arabidopsis “pin1-1” suya morfologia semeja la de flores tratadas con.. Estos mutantes presentan petalos anormales, no tienen estambres, estructuras similares a pistilos que carecn de ovulos , etc. Cuando se evaluaron los ejes de las inflorescencias para transportar auxina, se observo que el transporte polar en las plantas mutantes pin1-1estaba inhibida en un 90%, asi, la primera funcion de los genes pin1-1 podria ser regular el transporte polar de auzina en la inflorescencia

29 Estimulan la división celular en presencia de auxinas
CITOCININAS DENOMINACIÓN GENERAL QUE SE LE DA A UN GRUPO DE SUSTANCIAS NATURALES O SINTÉTICAS CAPACES D ESTIMULAR LA DIVISIÓN CELULAR EN PRESENCIA DE AUXINAS. AUN NO SE HA PODIDO AISLAR EN PLANTAS LOS GENES RESPONSABLES DE SU BIOSÍNTESIS EN PARTE POR LA FALTA DE ÉXITO EN LA OBTENCIÓN DE MUTANTES DEFECTUOSAS EN LA BIOSÍNTESIS DE CITOQUININAS El interés de los cientificos pro las citocininas data de 1956 cuando Skoog, identifacndo factores quimicos capaces de estimular la proliferacion celualr en explantos de medula de tabaco cultivados in vitro. aislo la quinetina a partir del DNA de esperma de arenque sometido al autoclave. En nombre se basó en su capacidad para promover la división celular en tejidos vegetales. La quinetina no es peducida por las plantas pero puede ser obtenida a partir de preparaciones autoclavadas de DNA In 1954 developed F. SKOOG (University of Wisconsin, Madison) a technique for the generation and culture of wound tumour tissue from isolated shoot parts of tobacco (Nicotiana tabacum). The thus developing callus grows when supplied with yeast extract, coconut milk or old DNA preparations. Freshly prepared DNA has no effect but becomes effective after autoclaving. This led to the conclusion that one of its breakdown products is required for cell growth and division. The substance was characterized. It is called kinetin and has been classified as a phytohormone La leche de coco es una sustancia que se extrae del endosperma del coco La primera citoquinina vegetal natural fue aislada por los grups de Miller y Letham en 1963 en semillas inmaduras de maiz. La sustancia recibió el nomre de zeatina. Desde entonces se han encontrado y sintetizado numerosos productos con efectos fisiológicos análogos a los de la quinetina. LAS CITOQUININAS NATURALES CONOCIDAS SON DERIVADOS DE LA BASE PÚRICA ADENINA. TODAS ELLAS POSEEN UN SUSTITUYENTE DE NATURALEZA ISOPRENOIDE O AROMÁTICA EN EL NITRÓGENO AMÍNICO DE LA POSICIÓN 6 DEL ANILLO DE PURINA. Los contenidos endógenos en citoquninas de la mayoria de los tejidos vegetales osn muy bajos 1-10 nm, lo qu genera problemas para su aislamiento e identificacion Los métodos usados más fiables para cuantificar empelan la espectrometria de masa yen combinacion con la cromatografia gaseosa (GC_MS) Sin embargo las muestras de extraccion de citocininas se evaluan siempre primero a traves de un bioensayo, que si bien no permite cuantificar la cantidad de hormona, permite dar una idea de la actividad del estracto incial. Estos bioensayos se dividen en cuatro grupos 1 promoción de la división celular 2 retraso de la senescencia foliar 3-promoción de la expansión celular 4- inducción de la síntesis de pigmentos. Estimulan la división celular en presencia de auxinas

30 Estructura básica de las citoquininas
Derivados de la adenina Estructura básica de las citoquininas CITOQUININAS: DENOMINACIÓN GENERAL QUE SE LE DA A UN GRUPO DE SUSTANCIAS NATURALES O SINTÉTICAS CAPACES D ESTIMULAR LA DIVISIÓN CELULAR EN PRESENCIA DE AUXINAS. AUN NO SE HA PODIDO AISLAR EN PLANTAS LOS GENES RESPONSABLES DE SU BIOSÍNTESIS EN PARTE POR LA FALTA DE ÉXITO EN LA OBTENCIÓN DE MUTANTES DEFECTUOSAS EN LA BIOSÍNTESIS DE CITOQUININAS El interés de los cientificos pro las citocininas data de 1956 cuando Skoog, identifacndo factores quimicos capaces de estimular la proliferacion celualr en explantos de medula de tabaco cultivados in vitro. aislo la quinetina a partir del DNA de esperma de arenque sometido al autoclave. En nombre se basó en su capacidad para promover la división celular en tejidos vegetales. La quinetina no es peducida por las plantas pero puede ser obtenida a partir de preparaciones autoclavadas de DNA In 1954 developed F. SKOOG (University of Wisconsin, Madison) a technique for the generation and culture of wound tumour tissue from isolated shoot parts of tobacco (Nicotiana tabacum). The thus developing callus grows when supplied with yeast extract, coconut milk or old DNA preparations. Freshly prepared DNA has no effect but becomes effective after autoclaving. This led to the conclusion that one of its breakdown products is required for cell growth and division. The substance was characterized. It is called kinetin and has been classified as a phytohormone La leche de coco es una sustancia que se extrae del endosperma del coco La primera citoquinina vegetal natural fue aislada por los grups de Miller y Letham en 1963 en semillas inmaduras de maiz. La sustancia recibió el nomre de zeatina. Desde entonces se han encontrado y sintetizado numerosos productos con efectos fisiológicos análogos a los de la quinetina. LAS CITOQUININAS NATURALES CONOCIDAS SON DERIVADOS DE LA BASE PÚRICA ADENINA. TODAS ELLAS POSEEN UN SUSTITUYENTE DE NATURALEZA ISOPRENOIDE O AROMÁTICA EN EL NITRÓGENO AMÍNICO DE LA POSICIÓN 6 DEL ANILLO DE PURINA. Los contenidos endógenos en citoquninas de la mayoria de los tejidos vegetales osn muy bajos 1-10 nm, lo qu genera problemas para su aislamiento e identificacion Los métodos usados más fiables para cuantificar empelan la espectrometria de masa yen combinacion con la cromatografia gaseosa (GC_MS) Sin embargo las muestras de extraccion de citocininas se evaluan siempre primero a traves de un bioensayo, que si bien no permite cuantificar la cantidad de hormona, permite dar una idea de la actividad del estracto incial. Estos bioensayos se dividen en cuatro grupos 1 promoción de la división celular 2 retraso de la senescencia foliar 3-promoción de la expansión celular 4- inducción de la síntesis de pigmentos. 1956 Skoog Miller y Letham en 1963 Quinetina Zeatina a partir de preparaciones autoclavadas de DNA

31 LUGAR DE SÍNTESIS: TRANSPORTE ÁPICE DE RAÍZ SEMILLAS EN DESARROLLO
CAMBIUM ACTIVO HOJAS FRUTOS TUBÉRCULOS EN ACTIVO CRECIMIENTO TRANSPORTE XILEMA FLOEMA

32 LAS CITOCININAS MODIFICAN LA DOMINANCIA APICAL Y PROMUEVEN EL DESARROLLO DE YEMAS LATERALES
Aplicando directamente citocininas a las yemas estas se desarrollan (pero por poco tiempo, para que sea contínuo el crecimiento se necesita AIA) LAS CITOCININAS MODIFICAN LA DOMINANCIA APICAL Y PROMUEVEN EL DESARROLLO DE YEMAS LATERALES Si bien la dominancia apical puede ester determinada primariamente por auxinas, estudios fisiologicos indican que las citocininas cumplen un papel en el desarrollo de yemas laterales Evidencias. 1Aplicando directamente citocininas a las yemas estas se desarrollan. 2se compararon plantas de tabaco salvajes con mutantes que sobreproductoras de citocininas Las plantas salvajes mostraron dominancia apica fuerte durante el desarrollo mientras que la cepa sobreproductora de citocininas desarrollo mas las yemas laterales hasta adquirir una morfología de tipo arbustivo Sin embargo estudios hechos con otras especies de plantas muestran que podrian haber aun otras sustancias o señales involucradas en la regulacion de la ramificación en tallo.

33 ESCOBAS DE BRUJAS: SE OBSSERVAN EN ÁRBOLES Y EN DICOTILEDÓNEAS ATACADAS POR HONGOS QUE PRODUCEN ALTAS CONCENTRACIONES DE CITOCININAS ALTERA LA DOMINANCIA APICAL DESARROLLO DE GRAN CANTIDAD DE RAMAS

34 CAPACIDAD DE MOVILIZAR NUTRIENTES Altera la relación fuente-sumidero
Plantula a Plántula b Plántula c Sitio de aplicación de áplicación del Ácido 14C aminoisobutírico No tratada LAS CITOCININAS PROMUEVEN LA MOVILIZACIÓN DE NUTRIENTES HACIA LAS HOJAS. Se ha postulado que la hormona produce la movilizacion de nutrientes creando una nueva relación fuente-sumidero. Los nutrientes que se concentran en la zona donde ha sido aplicada la hormona no requieren ser metabolizados porque incluso substratos análogos no metabolizables pueden ser mobilizxados por las citocininas. Evidencia En un experimento hecho con plantulas de pepino pepino, un aminoacido que no puede ser metabolizado marcado radiactivamente fue aplicado como una gota sobre el cotiledon derecho de cada una de estas plantulas. En la plantula A, el cotiledon izquierdo fue asperjado con agua como control. El cotiledon izquirdo de la plantula b y el cotiledon derecho de la plantula C, fueron cada uno asperjados con una solucion con 50 mM de quinetina. Mas tarde se detecto la localizacion de la radioactividad producida por el aminoacido marcado con una auttradiografia. . Las manchas mas ocurras representan la distribucion del aa radiactivo. Los resultados muestran que la quinetina aplicada l cotilidon opuesto (plantula b)atrajo el aa no metabolizable lejos del lugar de su aplicación. El cotiledon tratado con la citocinina se ha convertido en un sumidero de nutriente. Sin embargo la radioactividad queda retenida en el cotiedon al cual se ha aplicado el aminoacido cuando este ha sido tratado con quinetina. Tratada con quinetina No tratada H2O solamente Quinetina: se vuelve sumideo para el Ácido 14C minoisobutírico No tratada (sin radiactividad) CAPACIDAD DE MOVILIZAR NUTRIENTES Altera la relación fuente-sumidero

35 PREVENCIÓN DE LA SENESCENCIA CITOCININAS RETRASAN EL AMARILLAMIENTO DE LAS HOJAS CUANDO ENVEJECEN SI SE APLICAN A LA SUPERFICIE FOLIAR: ISLAS VERDES CON > CONCENTRACIÓN DE CITOCININAS LAS CITOCININAS RETRASAN LA SENCESCENCIA FOLIAR. Cuando se aplica citocininas a hojas aisladas o en planta entera de muchas especies, estas retrasan su sencescencia. La hoja a la cual se le aplica la citocinina permanece verde aun despeus que otras ojas de estado de desarrollo similar han caido En plantas de tabaco transgenicas que contienen el gen de biosintesis de citocininas ipt. Este gen esta controlado opr el promotor de otro gen que se expresa en respuesta a señales que inducen sencescencia. Las hojas de las planas queexpresan el gen ipt izq permanencen verdes y fotosinteticamente activas como resultado de la autoregulada produccion de citocininas en las hojas maduras mientras aquiellas de del control, de la misma edad estan en estado avanzado de senescencia CAPACIDAD DE MOVILIZAR NUTRIENTES REGULAR SÍNTESIS O ACTIVIDAD ENZIMÁTICA PROTEGEN LAS MEMBRANAS

36 ORGANOGÉNESIS LA DESDIFERENCIACIÓN DEPENDE DE LA RELACIÓN AIA-CITOCININAS APLICADA A UN CALLO

37 Algunas bacterias patogenicas de plantas secretan citocininas libres
LA TASA ENTRE LA AUXINA Y LA CITOCININA REGULA LA MORFOGÉNESIS DE LOS CULTIVOS DE TEJIDOS Altos niveles de auxina en relacion a la quinetina estimulan la formación de raíces mientras que altos niveles de quinetina en relación a la auxina promueven la formación de tallos. A niveles intermedios el tejido crece como un callo indiferenciado. Algunas bacterias patogenicas de plantas secretan citocininas libres. Un caso de estos es Agrobacterium tumefaciens que produce agalla o tumores en la corona de varias plantas (olivo) . Las cepas virulentas de A tumefaciens contienen un gran plasmido denominado Ti. Los plasmidos son porciones de DNA extracromosomico, circulares, que no son escenciales para la vida de la bacteria. Pero que pueden frecuentemente contener genes que aumentan la habilidad d la bacteria para sobrevivir en ambientes especiales. Una parte de ese plasmido denominado T-DNA se incorpora al núcleo de la planta hospedante. El T_DNAporta genes necesarios para la biosintesis de zeatina (citocinina) y auxina, asi como tambien un tipo poco comun de compuestos nitrogenados denominados opinas. Estas opinas no son sintetizadas po la planta excepto despues de la formación del tumor o agalla y son metabolizadas como nutrientes por la bacteria, pero no por la planta. De esta manera la bacteria se asegura su subsisencia y propagacion proporcionándole al hospedante la batería necesaria para que se forme de manera continua tejido nuevo, celulas nuevas a donde alojar nuevas bacterias que se reproducen dentro del tumor y tambièn alimento. El gen que codifica para la sintesis de citocinina se denomina ipt. Los investigadores usaron cepas de Agrobacterium tumefaciens mutadas para investigar el significado de la relación auxina/citocinina en la regulacion de la morfogenesis de tejidos. Esta bacteria ha sido desarrollada como vehiculo para intriducir genes dentro de las plantas Cuando en la cepa de Agrobacterium se muta el locus que codifica para la sintesis de citocinina, los callos resultantes producen una relacion alta auxina/citocinina y entonces se desarrollan mas raíces. Cuando se muta el locus que codifica para la auxina, el callo desarrolla mayor cantidad de tallo y no hay raices. Ademas se midieron las concentraciones de hormonas y se vio que en el primer caso, habia una relacion auxina/citocinina alta y en el segundo al reves.

38 Agrobacterium tumefaciens
LA TASA ENTRE LA AUXINA Y LA CITOCININA REGULA LA MORFOGÉNESIS DE LOS CULTIVOS DE TEJIDOS Altos niveles de auxina en relacion a la quinetina estimulan la formación de raíces mientras que altos niveles de quinetina en relación a la auxina promueven la formación de tallos. A niveles intermedios el tejido crece como un callo indiferenciado. Algunas bacterias patogenicas de plantas secretan citocininas libres. Un caso de estos es Agrobacterium tumefaciens que produce agalla o tumores en la corona de varias plantas (olivo) . Las cepas virulentas de A tumefaciens contienen un gran plasmido denominado Ti. Los plasmidos son porciones de DNA extracromosomico, circulares, que no son escenciales para la vida de la bacteria. Pero que pueden frecuentemente contener genes que aumentan la habilidad d la bacteria para sobrevivir en ambientes especiales. Una parte de ese plasmido denominado T-DNA se incorpora al núcleo de la planta hospedante. El T_DNAporta genes necesarios para la biosintesis de zeatina (citocinina) y auxina, asi como tambien un tipo poco comun de compuestos nitrogenados denominados opinas. Estas opinas no son sintetizadas po la planta excepto despues de la formación del tumor o agalla y son metabolizadas como nutrientes por la bacteria, pero no por la planta. De esta manera la bacteria se asegura su subsisencia y propagacion proporcionándole al hospedante la batería necesaria para que se forme de manera continua tejido nuevo, celulas nuevas a donde alojar nuevas bacterias que se reproducen dentro del tumor y tambièn alimento. El gen que codifica para la sintesis de citocinina se denomina ipt. Los investigadores usaron cepas de Agrobacterium tumefaciens mutadas para investigar el significado de la relación auxina/citocinina en la regulacion de la morfogenesis de tejidos. Esta bacteria ha sido desarrollada como vehiculo para intriducir genes dentro de las plantas Cuando en la cepa de Agrobacterium se muta el locus que codifica para la sintesis de citocinina, los callos resultantes producen una relacion alta auxina/citocinina y entonces se desarrollan mas raíces. Cuando se muta el locus que codifica para la auxina, el callo desarrolla mayor cantidad de tallo y no hay raices. Ademas se midieron las concentraciones de hormonas y se vio que en el primer caso, habia una relacion auxina/citocinina alta y en el segundo al reves. Agrobacterium tumefaciens

39 Algunas bacterias patogenicas de plantas secretan citocininas libres
T_DNA: auxina Zeatina (ipt) opinas LA TASA ENTRE LA AUXINA Y LA CITOCININA REGULA LA MORFOGÉNESIS DE LOS CULTIVOS DE TEJIDOS Altos niveles de auxina en relacion a la quinetina estimulan la formación de raíces mientras que altos niveles de quinetina en relación a la auxina promueven la formación de tallos. A niveles intermedios el tejido crece como un callo indiferenciado. Algunas bacterias patogenicas de plantas secretan citocininas libres. Un caso de estos es Agrobacterium tumefaciens que produce agalla o tumores en la corona de varias plantas (olivo) . Las cepas virulentas de A tumefaciens contienen un gran plasmido denominado Ti. Los plasmidos son porciones de DNA extracromosomico, circulares, que no son escenciales para la vida de la bacteria. Pero que pueden frecuentemente contener genes que aumentan la habilidad d la bacteria para sobrevivir en ambientes especiales. Una parte de ese plasmido denominado T-DNA se incorpora al núcleo de la planta hospedante. El T_DNAporta genes necesarios para la biosintesis de (citocinina) y, asi como tambien un tipo poco comun de compuestos nitrogenados denominados. Estas opinas no son sintetizadas po la planta excepto despues de la formación del tumor o agalla y son metabolizadas como nutrientes por la bacteria, pero no por la planta. De esta manera la bacteria se asegura su subsisencia y propagacion proporcionándole al hospedante la batería necesaria para que se forme de manera continua tejido nuevo, celulas nuevas a donde alojar nuevas bacterias que se reproducen dentro del tumor y tambièn alimento. El gen que codifica para la sintesis de citocinina se denomina ipt. Los investigadores usaron cepas de Agrobacterium tumefaciens mutadas para investigar el significado de la relación auxina/citocinina en la regulacion de la morfogenesis de tejidos. Esta bacteria ha sido desarrollada como vehiculo para intriducir genes dentro de las plantas Cuando en la cepa de Agrobacterium se muta el locus que codifica para la sintesis de citocinina, los callos resultantes producen una relacion alta auxina/citocinina y entonces se desarrollan mas raíces. Cuando se muta el locus que codifica para la auxina, el callo desarrolla mayor cantidad de tallo y no hay raices. Ademas se midieron las concentraciones de hormonas y se vio que en el primer caso, habia una relacion auxina/citocinina alta y en el segundo al reves. Raíces pilosas

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41 Modos de acción: Regulan la síntesis proteica.
Afectan las etapas post-transcripcionales en algunas especies. Su presencia en los ARNt pueden regular la síntesis proteica Modos de acción: Regulan la síntesis proteica. Afectan las etapas post-transcripcionales en algunas especies. Su presencia en los ARNt pueden regular la síntesis proteica