◦Na+, K+ -ATPase

چهارشنبه 20 اردیبهشت 1391 07:12 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

Respiration

چهارشنبه 20 اردیبهشت 1391 07:07 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی

 

 

Respiration is a metabolic process used by all organisms to break down fuel molecules in order to release the energy stored in them. Here, the glucose manufactured in photosynthesis is now ready to be cashed in for ATP molecules to drive the reactions of living cells. This is a very important metabolic process in cells.

Note: A plant may use its own glucose, but that glucose is also available to animals which eat the plants, and then to other animals.


Cellular respiration is the process of trading glucose for ATP since it takes place within the cell. Cellular respiration takes place in 3-stages:

  1. Glycolysis
  2. Krebs cycle
  3. Electron-transport chain

During the process of respiration the glucose molecule is split. Next, the hydrogen atoms are transferred from the carbon atoms to oxygen atoms. The energy released as a result of this transfer is used to convert ADP to ATP, which is the energy currency of the cell.

 

Glycolysis is the first phase of respiration where glucose is broken down with a small energy yield. This process takes place in the cell fluid or cytoplasm. Note what takes place during the above process:

  1. A 6-carbon glucose molecule is split up and changed into two molecules of a 3-carbon substance called pyruvic acid.
  2. Also during the process two ATPs are produced.

 

Two molecules of pyruvic acid are produced.

  1. Yeasts and other anaerobic organisms, those that do not utilize oxygen in their respiration, derive all their ATP from glycolysis.
  2. Pyruvic acid is not the end of the line in glycolysis. In yeasts, the respiratory products are carbon dioxide (CO2) and ethanol (CH3CH2OH).
  3. In animals, the product of respiration with oxygen is not alcohol, but lactic acid.
  4. In aerobic animals, some of their energy may be derived from glycolysis.

 

To see an animated form of glycolysis, click here.

 

The Krebs cycle is the phase of respiration in aerobic reactions where the fuel is broken down in CO2 and H2O. In aerobic respiration, glucose is broken down into CO2 and H2O, releasing the equivalent of 38 ATP in useable energy. Most of the energy is released in the form of hydrogen ions and electrons. Primitive organisms use anaerobic respiration. Anaerobic fermentation breaks down glucose into CO2, ethanol, and H2O. The rest of the energy is lost as heat. This is the process used to make alcoholic beverages and to raise bread.

 

More advanced animals, such as ourselves, can break down glucose into CO2, lactic acid, and H2O, releasing 2 ATP by a process called anaerobic muscle glycolysis. (Note: Build up of lactic acid is what causes muscle fatigue, muscle cramps commonly found within athletes.)

The last stage of aerobic respiration is the electron-transport chain. During this process, the electrons are passed along to a series of electron carriers similar to those referred to in photosynthesis. The energy that is released is used to form more ATP (See figure below).

 

To see an animation of the Krebs cycle, click here.


 

Diagram of an electron transport chain. As the electrons flow downhill from one carrier to the next, (which is at a lower energy level) the energy which the electrons possessed when they were held by the NAD is released in a stepwise manner. That energy goes to form ATP from ADP. Finally the spent electrons combine with protons and are accepted by an oxygen molecule (now you can see why you breathe) and water is formed. Some organisms, such as certain insects and desert rodents, can derive all the water they need from this "metabolic water".

 

To view an animation of the electron transport chain, click here.

 

 

Basic Life Cycle

The basic cycle of life on earth. Chloroplasts capture the sun's energy, convert it to glucose. The mitochondria utilize glucose. The mitochondria utilize the glucose to form ATP. the CO2 and water formed by the mitochondria is utilized by the chloroplast.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: چهارشنبه 20 اردیبهشت 1391 07:08 ب.ظ

Kreb's Cycle

چهارشنبه 20 اردیبهشت 1391 07:02 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی


 

The oxidation of pyruvic acid into CO2 and water is called Krebs cycle. This cycle is also citric acid cycle because the cycle begins with the formation of citric acid. Citric acid is a carboxylic acid containing 3 COOH groups. Hence this cycle is also called as tri carboxylic acid cycle or TCA cycle. This cycle was first described by Kreb's in 1936. This cycle occurs only in the presence of oxygen. Hence it is an aerobic process. It takes place in the mitochondria.

steps involved in krebs cycle



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

Glycolysis, Fermentation and the Citric Acid Cycle

چهارشنبه 20 اردیبهشت 1391 06:49 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی

 

 


Introduction and Goals

This tutorial describes the breakdown of glucose into carbon dioxide and water. In cells, this occurs in a stepwise fashion that starts in the cytoplasm and ends in the mitochondria. As chemical bonds are broken, energy is captured and stored in the form of high-energy molecules. There are three major stages in the breakdown of glucose. In the first stage, six-carbon sugars are cleaved into three-carbon sugars. In the second stage, these three-carbon sugars are further broken down in two alternate pathways: one that requires oxygen and one that does not. In the third and final stage, sugars are further broken down, subsequently releasing carbon dioxide and generating more high-energy molecules.

By the end of this tutorial you should know:

  • The three phases and net yield of glycolysis
  • The oxidation and reduction reactions, especially the role of electron carriers
  • The allosteric regulation of glycolysis
  • The role of pyruvate as a branching point for different pathways
  • The pathways of lactate fermentation and ethanol fermentation
  • The citric acid cycle, especially the first step, last step and products
  • The role of the citric acid cycle in other metabolic pathways

Overview of Cellular Respiration

Figure 1.  High-energy molecules: ATP and NADH.The top panel illustrates the hydrolysis of ATP to ADP. The standard free energy of this reaction is ~ 7.3 kcal/mol. The lower panel illustrates the reduction of NAD+ to NADH + H+.

All cells require some source of energy to carry out their normal functions. The energy in cells is usually stored in the form of chemical bonds. In the next few tutorials you will learn about metabolic pathways (pathways of chemical reactions in a cell), including catabolic pathways, which describe reactions that breakdown molecules, and anabolic pathways, which describe reactions that build molecules. Often catabolic pathways release energy when chemical bonds are broken, whereas anabolic pathways may require energy to form chemical bonds. In plant cells, energy is derived from sunlight and used in anabolic pathways to synthesize simple sugars. These sugars can be stored and used later in either anabolic or catabolic pathways. In animal cells, energy is derived from the catabolism of ingested macromolecules such as starch and fat from other organisms (e.g. the hamburger you had for lunch). The large macromolecules are catabolized into simple sugars and other building blocks, releasing energy along the way. This energy is captured in the form of two types of high-energy molecules: ATP and electron carriers.

 This tutorial describes the catabolism of glucose, the most common simple sugar found in both animals and plants. Remember from a previous tutorial (Properties of Macromolecules II: Nucleic Acids, Polysaccharides and Lipids), glucose is found in both glycogen and starch. The complete catabolism of glucose into CO2 and H2O is referred to as cellular respiration because it requires oxygen. The net reaction for cellular respiration is C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 38ATP. The catabolism of glucose occurs through a series of oxidation reactions. Recall from Biology 110 that the oxidationof a molecule involves the removal of electrons. The oxidation of organic molecules occurs by the removal of electrons and protons (H+). In biological reactions, an oxidation reaction is coupled to a reduction reaction (the addition of electrons and protons) such that one molecule is oxidized and the other is reduced. In the catabolism of glucose, sugars are oxidized in reactions that are coupled to the reduction of the most common electron carrier, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), (Figure 1). For instance, in the following reaction: malate + NAD+ -> oxaloacetate + NADH + H+, malate is oxidized and NAD->is reduced. Cellular respiration occurs in a stepwise fashion, initially producing many molecules of reduced electron carriers (NADH and FADH2). These reduced electron carriers will eventually be oxidized in the mitochondria in a process that is linked to ATP synthesis. It is only in this final step that oxygen is actually used. The reduced electron carriers donate their electrons to an electron transport chain, and eventually, oxygen is reduced to yield water. This final step of cellular respiration yields the largest amount of energy, in the form of ATP. 

There are four distinct stages of cellular respiration: glycolysis, the oxidation of glucose to the three-carbon sugarpyruvate; pyruvate oxidation, the oxidation of pyruvate to acetyl coenzyme A (acetyl CoA); the citric acid cycle(also referred to as the Kreb's cycle or TCA cycle), the complete oxidation of acetyl CoA; and finally, the oxidation of the reduced electron carriers linked to the synthesis of ATP. The first three stages (glycolysis, pyruvate oxidation and the citric acid cycle) will be described in this tutorial. In addition, we will consider the process of fermentation, which occurs in the absence of oxygen, whereby pyruvate is reduced and a variety of by-products are generated. The final step of cellular respiration, the oxidation of the electron carriers linked to ATP synthesis, will be covered in the next tutorial.

The Glycolytic Pathway

Glycolysis is a ten-step pathway that cleaves each glucose molecule (a 6-carbon sugar) into two molecules of pyruvate (a 3-carbon sugar) and that yields two molecules of ATP and two molecules of NADH. The pathway occurs in the cytoplasm, where each step is catalyzed by a different enzyme. Rather than memorize each step of glycolysis, we will categorize them into three distinct phases: Phase I: preparation of glucose; Phase II: cleavage of a 6-carbon sugar; and Phase III: oxidation and ATP generation (see animation below). The first phase of glycolysis requires the investment of ATP to prepare glucose for cleavage. This seems contrary to the previous statement that glycolysis results in the synthesis of two molecules of ATP per molecule of glucose. However, although two ATPs are used, an additional four ATPs are synthesized, resulting in a net yield of two ATPs per glucose molecule. The hydrolysis of ATP to ADP and Pi provides both the energy and the phosphate group required to phosphorylate the 6-carbon sugar; first, in reaction #1, by converting glucose to glucose-6-phosphate, and then, in reaction #3, by converting fructose-6-phosphate to fructose-1,6-biphosphate. The second phase of glycolysis involves the cleavage of one molecule of fructose-1,6-biphosphate to glyceraldehyde-3-phosphate and dihydroxyacetone phosphate (in animation below, reaction 4), the latter of which is readily converted to glyceraldehyde-3-phosphate, resulting in two molecules of glyceraldehyde-3-phosphate. The third phase of glycolysis involves the oxidation of the 3-carbon sugars and the generation of NADH and ATP. In two steps (reaction 7 and reaction 10), ATP is synthesized by substrate-level phosphorylation; the high-energy phosphate bond on the 3-carbon sugar is broken and the phosphate is transferred to ADP to synthesize ATP. In this fashion, two molecules of ATP are synthesized for each glyceraldehyde-3-phosphate, and since there are two glyceraldehyde-3-phosphates generated per glucose, four molecules of ATP are synthesized per molecule of glucose. In addition, two molecules of NADH are generated per molecule of glucose. The reduced electron carrier NADH will further contribute to the synthesis of ATP in the mitochondria (reviewed in the next tutorial).  

Regulation of Glycolysis

Figure 2. The regulation of glycolysis. The glycolytic pathway is shown on the left. The enzymes (hexokinase, phosphofructokinase and pyruvate kinase) catalyzing three important exergonic steps are labeled in blue. For each of these pathways, the allosteric activators (labeled in green) and allosteric inhibitors (labeled in red) are indicated. Gluconeogenesis (shown on the right) is glycolysis in reverse, with the exception of steps 1, 3, and 10 and the enzymes that catalyze these steps.

Many of the steps of glycolysis are reversible, and, in fact, gluconeogenesis, which is the anabolic pathway that synthesizes glucose from pyruvate, is essentially glycolysis run in reverse (Figure 2). Most of the steps of gluconeogenesis are catalyzed by the same enzymes as glycolysis, with the exception of three important reactions that are strongly exergonic and that drive glycolysis in the forward direction. In glycolysis these three reactions are step #1 (glucose + ATP -> glucose-6-phosphate + ADP), which is catalyzed by the enzymehexokinase, step #3 (fructose-6-phosphate + ATP -> fructose-1,6-biphosphate), which is catalyzed by the enzyme phosphofructokinase 1 (PFK1), and the last step (phosphoenolpyruvate + ADP -> pyruvate + ATP), which is catalyzed by the enzyme pyruvate kinase. In gluconeogenesis these three reactions occur in the reverse direction and are catalyzed by different enzymes. 

The three steps listed above for glycolysis are regulated by allosteric regulation. Recall from the tutorial entitledEnzyme Kinetics and Catalysis, allosteric regulation of enzyme activity occurs due to a conformational change induced by the binding of both allosteric activators and inhibitors. Regulation of the rate of these three strongly exergonic reactions affects the overall rate of glycolysis. Their enzymes are regulated by the products of glycolysis (e.g. pyruvate kinase is activated by fructose-1,6-biphosphate), the products of other stages of cellular respiration (e.g. citrate, a product of the citric acid cycle, which inhibits phosphofructokinase 1) and the overall ratio of ADP/ATP (e.g. ATP inhibits phosphofructokinase 1, whereas ADP activates it). This mechanism balances the rate of glycolysis with the overall rate of cellular respiration and ATP synthesis. Therefore, when cellular respiration is running well and the levels of intermediates (e.g. citrate and acetyl CoA) and ATP are high, the rate of glycolysis is reduced. Conversely, when citrate, acetyl CoA and ATP levels are low, the rate of glycolysis is increased.

Another important allosteric activator of phosphofructokinase 1 is fructose-2-6-biphosphate (F2,6BP), which is generated from fructose-6-phosphate by the enzyme phosphofructokinase 2. Phosphofructokinase 2 (PFK-2) is a bifunctional enzyme that acts as a phosphatase or kinase, depending on its phosphorylation state, which is determined by hormone-regulated signal transduction cascades. In response to insulin production (activated by high blood sugar levels), PFK-2 is unphosphorylated and the kinase is activated, generating F2,6BP. F2,6BP activates phosphofructokinase 1 and stimulates glycolysis, thereby reducing the high levels of glucose. See Figure 2 for a summary of the allosteric regulation of glycolysis.

Pyruvate as a Branching Point

Figure 3. Pyruvate is a branching point. In the absence of oxygen, pyruvate undergoes either lactate or ethanol fermentation (top two panels) to yield lactate or ethanol, respectively. In both cases, NADH (labeled in pink) is oxidized to regenerate NAD+ (labeled in yellow). In the presence of oxygen (lower panel), pyruvate is oxidized to yield acetyl CoA, and NAD+ (labeled in yellow) is reduced to NADH (labeled in pink).

The end-point of glycolysis is the formation of pyruvate (2 molecules of pyruvate per molecule of glucose), which can enter several different metabolic pathways depending on the type of organism and the presence of oxygen. In the presence of oxygen, pyruvate enters the remaining stages of cellular respiration. Pyruvate is oxidized in a reaction that generates acetyl CoA, NADH and CO2 (Figure 3). Acetyl CoA is further oxidized to CO2 and H2O in the citric acid cycle (described in detail below). 

In organisms that can grow in the absence of oxygen (anaerobic organisms) and in aerobic organisms (oxygen-using organisms) that can grow when oxygen is insufficient, pyruvate has an alternative fate. Under these conditions pyruvate undergoes a process termed fermentation, whereby pyruvate is reduced and NADH is oxidized to regenerate NAD+. The regeneration of NAD+ is critical for the ability of the cell to undergo additional rounds of glycolysis and to generate additional energy in the form of ATP. Depending on the cell type, there are two types of fermentation reactions: lactate fermentation and alcohol fermentation (illustrated in Figure 3). When there is insufficient oxygen in muscles, pyruvate is converted to lactate. In some organisms (e.g. yeast) that can grow anaerobically, pyruvate is converted to ethanol and CO2. We enjoy the by-products of alcohol fermentation in the bread we eat and the alcoholic beverages we drink. Note, although fermentation allows the cell to continue to undergo glycolysis, the net energy yield from fermentation is much lower than that from cellular respiration. Fermentation does not yield any additional energy, so under anaerobic conditions the yield of ATP is only two ATPs/glucose. The yield of ATP for complete cellular respiration is thirty-eight nucleotides per molecule of glucose (two ATPs from glycolysis and an additional thirty-six ATPs from subsequent reactions; which will be described later in this tutorial and the next tutorial).

The Citric Acid Cycle

Figure 4. The citric acid cycle. The entry into the cycle is acetyl CoA (labeled in orange). The intermediates of the cycle are labeled in purple. The products of the cycle are four molecules of reduced electron carriers, three molecules of NADH (labeled in red), one FADH2 (also labeled in red) and one molecule of ATP (labeled in bright yellow).

The citric acid cycle, which takes place in the mitochondria, is the third stage of cellular respiration and it completes the oxidation of glucose. Recall that in glycolysis, glucose is converted to two molecules of pyruvate, and then pyruvate is further oxidized to acetyl CoA. In the citric acid cycle, acetyl CoA is completely oxidized to CO2 and reduced electron carriers are generated in the form of NADH and another molecule, flavin adenine dinucleotide (FAD). In addition, ATP is generated through substrate-level phosphorylation. The complete citric acid cycle is illustrated in Figure 4. In this tutorial we will focus on the first and last step, and the products of the citric acid cycle. 

Acetyl CoA is the entry point to the citric acid cycle, and while acetyl CoA will be oxidized and CO2released, this does not happen directly but occurs via an eight-step process. The first step of the citric acid cycle is the transfer of two carbons from acetyl CoA to the 4-carbon sugar oxaloacetate to generate the 6-carbon sugar citrate- hence, the name of the cycle. This first step seems contrary to the purpose of the citric acid cycle (sugar oxidation); however, in the subsequent step of the cycle, sugars are oxidized and carbon bonds are cleaved to release two molecules of CO2, three molecules of NADH, one molecule of FADH2, and one molecule of ATP. The end product of the citric acid cycle is oxaloacetate, which you should recall combines with acetyl CoA to start the cycle. These reactions are referred to as a cycle because oxaloacetate is used in the first step and is regenerated in the last step. The citric acid cycle is analogous to a hand-cranked generator, where one turn of the crank produces energy in the form of electricity, while the crank itself is unaltered. That is, no new energy is generated, rather it is transformed from one form to another; therefore, the hand turning the crank provides the energy that will be converted to electricity. Using this analogy, the citric acid cycle is the generator, acetyl CoA provides the energy to turn the crank, and the energy of the carbon bonds are converted to the reduced electron carriers and ATP (analogous to the electricity).

The level of acetyl CoA is critical to driving the citric acid cycle. The first step (oxaloacetate + acetyl CoA -> citrate) is strongly exergonic. In addition, it keeps the oxaloacetate levels low, driving the last step of the cycle (malate + NAD+ -> oxaloacetate + NADH + H+). So far we have considered acetyl CoA derived from pyruvate oxidation, however, there are other sources of acetyl CoA. In fact, an important source is the oxidation of fatty acids (recall the tutorial Properties of Macromolecules II: Nucleic Acids, Polysaccharides and Lipids), which are the macromolecules that store the most energy.

Finally, the citric acid cycle is not solely linked to cellular respiration. It is, in fact, amphibolic (both anabolic and catabolic). Many of the intermediates of the cycle are siphoned off and used in other pathways. For instance, citrate is used in pathways to synthesize fatty acids and cholesterol. Several intermediates, including oxaloacetate, are precursors of amino acids. In order to be able to run the citric acid cycle efficiently, there are pathways that replenish the intermediates of the cycle as well.

Summary

Figure 5. The net yields of ATP, NADH and FADH2 during glycolysis, pyruvate oxidation and the citric acid cycle.

Cellular respiration is a catabolic pathway in which glucose is completely oxidized, yielding CO2 and the high-energy, reduced electron carriers NADH and FADH2, and ATP. This tutorial reviewed the first three stages of cellular respiration: glycolysis, pyruvate oxidation and the citric acid cycle. Figure 5illustrates the net yield of ATP and reduced electron carriers for each of these stages. Glycolysis is the break down of glucose to give a net yield of two molecules of pyruvate, two ATPS and two NADH + H+. Glycolysis occurs in three phases: phase I: preparation of the sugar, which requires two ATPs to phosphorylate the 6-carbon sugar; phase II: cleavage of the 6-carbon sugar to two 3-carbon sugars; and phase III: oxidation of the sugars and generation of four ATPs and two NADH + H+ per glucose. Glycolysis is regulated by allosteric regulation of the enzymes hexokinase, phosphofructokinase and pyruvate kinase, which catalyze reactions at three steps that are highly exergonic. Gluconeogeneis is the generation of glucose, starting from pyruvate, and it is essentially glycolysis in reverse (with the important exception of three exergonic and highly regulated steps). Pyruvate is the end point of glycolysis and it is a branching point. In the absence of oxygen, pyruvate undergoes fermentation (either ethanol or lactate, depending on the organism). Fermentation does not generate any additional energy, however, NAD+ is regenerated. In the presence of oxygen, pyruvate is oxidized and acetyl CoA is formed, which feeds into the citrate acid cycle and the complete oxidation of glucose. The citric acid cycle begins when acetyl CoA combines with oxaloacetate to generate citric acid. One round of the cycle generates two CO2, three NAD+ + H+, FADH2and ATP, and oxaloacetate is regenerated. In addition to pyruvate, fatty acids are an important source of acetyl CoA. Finally, the citric acid cycle is amphibolic and is central to many other metabolic pathways.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: چهارشنبه 20 اردیبهشت 1391 06:53 ب.ظ

PLANT HORMONES, NUTRITION, AND TRANSPORT

چهارشنبه 13 اردیبهشت 1391 05:13 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی

Table of Contents

Auxins | Gibberellins | Cytokinins | Abscisic Acid | Ethylene | Plant Nutrition | Water and mineral uptake

Xylem and transport | Guard cells regulate transpiration | Transportation and storage of nutrients

Plants respond to external stimuli | Plant secondary compounds




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

متابولیتهای اولیه و ثانویه

یکشنبه 27 فروردین 1391 10:42 ق.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی

سلولها خصوصاً سلولهای گیاهی دو دسته از ترکیبات را تولید میکنند؛ متابولیتهای اولیه و متابولیتهای ثانویه.

▪ متابولیتهای اولیه

متابولیتهای اولیه مستقیماً در رشد و متابولیسم درگیر هستند و شامل کربوهیدراتها، لیپیدها، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک میشوند.

 متابولیتهای اولیه طی فرآیند فتوسنتز تولید شده و سپس در ساخت ترکیبات سلول به کار میروند. این ترکیبات در حجم زیاد و با ارزش اقتصادی پایین تولید میشوند و عمدتاً به عنوان ماده خام صنعت، مواد غذایی و افزودنیها کاربرد دارند. روغنهای گیاهی، اسیدهای چرب (برای ساخت صابون و شوینده ها) و کربوهیدراتهایی مانند ساکارز، نشاسته، پکتین و سلولز مثالهایی از متابولیتهای اولیه هستند.

▪ متابولیتهای ثانویه

متابولیتهای ثانویه از بیوسنتز متابولیتهای اولیه به دست می ایند و به عنوان ترکیبات فرعی و انتهایی متابولیسم اولیه در نظر گرفته میشوند. همچنین این ترکیبات در فرایندهای متابولیسمی وارد نمیشوند. مهمترین متابولیتهای ثانویه الکالوئیدها، فنولیکها، روغنهای ضروری، استروئیدها، لیگنینها، تاننها، فلاوونوئیدها میباشند.

متابولیتهای ثانویه عمدتاً در گونه ها و خانواده های خاصی از سلسله گیاهان تولید میشوند. این ترکیبات به مقدار کمی در سلول ذخیره شده و عمدتاً در سلولهای تخصصی و در مرحله خاصی از چرخه زندگی گیاه تولید میشوند و همین امر استخراج و تلخیص آنها را در مقایسه با متابولیتهای اولیه که در تمام سلولها تولید میشوند، دشوار میکند.

 

 




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: چهارشنبه 13 اردیبهشت 1391 05:01 ب.ظ

اسید ابسزیک

شنبه 26 فروردین 1391 12:12 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی
 اسید ابسزیک را می‏توان بعنوان هورمون تنش در نظر گرفت که گیاه آن را در هنگام بروز عوامل نامساعد مثل خشکی،نزدیک‏ شدن فصل یخبندان یا نامساعد تولید میکند تا با بسته شدن روزنه‏ها،ریزش برگ‏ها و ورود به زندگی کند گیاهی،حالت دفاعی برخورد می‏گیرد.
 

عملکرد اسید آبسزیک ABA:

- ABA در فعالیت‏های فیزیولوژیکی با اکسین‏ها،سیتوکنین‏ها و جبیرلین‏ها دارای واکنش و اثر متقابل است که بعضی اثر تشدیدکننده و بعضی اثر بازدارنده دارند که‏ این مواد اثر خود را از طریق متابولیسم اسیدهای هسته‏ای و سنتز پروتئین اعمال‏ می‏کنند.

-ABA نوعی ضد جبیرلین است که از طویل شدن میان گره‏ها جلوگیری می‏کند و رشد ساقه را تأخیر می‏اندازد.

-غلظت ABA در میوه‏ها بیشتر از دانه می‏باشد و به این دلیل بذرها در درون میوه رشد نمی کنند.

-این ماده چون در کلاهک ریشه منتشر می‏گردد در ژئوتروریسم با زمین‏گرائی‏ مؤثر است.

-در هنگام عمل استرافیکاسیون بعضی از دانه‏ها ABA کاهش می‏یابد.

-مقدار ABA در روزهای کوتاه افزایش می‏یابد به همین دلیل آن را یکی از پیک‏هایی می‏دانند که خواب پوسته‏ای را برای دانه‏ها یا جوانه‏ها را سبب می شود.

- ABA غده‏ای شدن را تسهیل می‏کند.

-نقشی بسیار مهم در کنترل رطوبت گیاه از طریق کنترل روزنه ها دارد دارد.

-در برخی گونه ها ریشه زایی را تسریع می کند.

-ABA هورمون پیری می باشد.

 




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: شنبه 26 فروردین 1391 12:51 ب.ظ

اتیلن

چهارشنبه 23 فروردین 1391 07:39 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی
از مدتها پیش معلوم شد بد که گاز اتیلن در بافتهای گیاهی ساخته می‌شود و موجب فعل و انفعالات رشدی معین و همچنین واکنشهای فیزیولوژیکی در گیاه می‌شود و معلوم شده است که این گازها همه صفات خاص یک هورمون را دار است. اتیلن در درجه حرارتهای معمولی به صورت گاز است در نتیجه خواص معینی را از خود نشان می‌دهد که در هورمون‌های دیگر دیده نمی‌شود. اتیلن همچنین ممکن است از گیاه خارج شود و رشد گیاهان به مجاور را تحت تاثیر قرار دهد.


ماهیت شیمیایی اتیلنساختمان اتیلن به صورت یک ترکیب دو کربنه با یک بند دو گانه می‌باشد. (CH2=CH2)
مراکز عمده ساخته شدن اتیلنبرخلاف هورمون‌های گیاهی دیگر که در نقاط خاصی تولید می‌شود این هورمون به صورت موضعی در هر نقطه‌ای از گیاه ممکن است تولید شود.
نحوه انتقال اتیلنحرکت اتیلن در داخل بافتها به صورت انتشار گاز می‌باشد.

کاربرد اتیلن در باغبانی

رسیدن میوه ریزش آن

با بزرگ شدن میوه ساخته شدن اتیلن شدت می‌یابد و مقداری گاز اتیلن آزاد می‌شود بکار بردن اتیلن روی میوه‌های خرمالو - موز و طالبی که هنوز به حد کامل نرسیده‌اند رسیدن میوه‌ها را تسریع می‌کند. در گردو و فندق استفاده از این هورمون باعث ترکیدن پوست و تسریع در شکاف خوردن پوست میوه‌ها می‌شود. در صورتی که ده روز قبل از برداشت میوه‌های سیب و گلابی ، گیلاس ، آلو و هلو از هورمون اتیلن استفاده شود باعث تحریک ریزش میوه می‌شود. لازم به یادآوری است که وقتی از اتیلن در باغ استفاده می‌شود میوه از دم جدا شده یعنی دم میوه روی درخت باقی می‌ماند که این خود در صنعت کمپوت سازی از نظر اقتصادی با ارزش است. 

افزایش کیفیت و کمیت محصول

استفاده از اتیلن روی محصولات مختلف میزان محصولات و بازارپسندی آنها را افزایش می‌دهد. از جمله گوجه فرنگی که استفاده از‌ این هورمون از مرحله گرده افشانی تا زمانیکه میوه سبز و بالغ می‌شود باعث افزایش محصول می‌شود. اتیلن باعث رنگ پذیری بهتر گوجه فرنگی ، مرکبات ، هلو ، انگور ، گیلاس ، آلبالو و آلو می‌شود. اتیلن در مورد خیار باعث تولید بیشتر گل ماده و افزایش عملکرد می‌شود و در مورد سیب و انجیر یک تا دو هفته قبل از برداشت باعث رسیدن کامل و رنگ پذیری بهتر آنها می‌شود. 

همزمان رسیدن محصول افزایش کارایی برداشت

با استفاده از این هورمون می‌توان میوه را به سهولت برداشت کرد و کارایی برداشت مکانیزه را افزایش داد که این امر در برداشت میوه‌های آجیلی مثل گردوحائز اهمیت است. 

گل انگیزی و نمو جوانه‌های گل

هورمون اتیلن باعث نمو جوانه‌های گل در آناناس و سیب و انبه می‌شود. 

به تاخیر انداختن باز شدن جوانه‌های گل

اگر در اوایل پاییز این هورمون مصرف شود در میوه‌های هسته دار مانند هلو و گیلاس ، شکفتن جوانه‌ها در آنها به تاخیر می‌افتد و در نتیجه در مقابل سرماهای بهاره محفوظ می‌مانند. 

کنترل جوانه زنی بذر و غده‌ها و پیازها

این امر بسته به مقدار را اتیلن مصرفی دارد بطوریکه اگر غلظت اتیلن مصرفی در مواد نامبرده شدن در مقدار کم استفاده شده در مقدار کم استفاده شود باعث تحریک جوانه زنی و اگر با غلظت بالا استفاده شود مانع از جوانه زنی خواهد شد. 

جایگزین طول روز

این هورمون می‌تواند جایگزین طول روز بلند شود مثلا در پیاز خوراکی که در شرایط روز بلند (12-6) ساعت پیاز تشکیل می‌دهد استفاده از این هورمون می‌تواند آنرا در شرایط روز کوتاهی وادار به تشکیل پیاز کرد. 

هرس شیمیایی

از این هورمون می‌توان به عنوان یک ماده شیمیایی هرس کننده استفاده کرد مثلا استفاده از این هورمون در اوایل تابستان بد روی آلوی ایتالیایی می‌توان هرس شیمیایی انجام داد و یا برای کوتاه نگه داشتن چمن‌ها که مانع از رشد چمن و هم مانع از تولید بذر آن می‌شود. 

تنک کردن

در تنک کردن شاخ و برگهای سیب زمینی (وادار کردن به ریزش شاخه و برگها) کاربرد دار که موجب زود برداشت کردن محصول می‌شود. 

سایر

  • باعث افزایش میزان شیرابه درختان کائوچو می‌شود که در صنعت لاستیک سازی اهمیت دارد.
  • زود به بار نشاندن درختان میوه که با کوتاه کردن دوره نونهالی (صغیری) انجام می‌شود.
  • اتیلن باعث افزایش میزان مقاومت محصولات انباری در انبار می‌شود.
  • اتیلن باعث افزایش تعداد شاخه‌های گل دهنده در گل داوری می‌شود.
  • م:د-رشد



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

Plant Secondary Metabolites

چهارشنبه 23 فروردین 1391 06:16 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی

 

Plant secondary metabolites is a generic term used for more than 30,000 different substances which are exclusively produced by plants. The plants form secondary metabolites e.g. for protection against pests, as colouring, scent, or attractants and as the plant's own hormones. It used to be believed that secondary metabolites were irrelevant for the human diet. The importance of these substances has only recently been discovered by scientists. Secondary metabolites carry out a number of protective functions in the human body. Plant secondary metabolites can boost the immune system, protect the body from free radicals, kill pathogenic germs and much more.

In contrast to the primary metabolites (carbohydrates, fats, proteins, vitamins and mineral nutrients) secondary metabolites do not have nutrient characteristics for human beings. They are usually found in very small amounts but have an effect on humans.

Secondary metabolites have a scientifically proven effect on health. However many of these effects are unknown. The exact requirement of the individual substances is likewise unknown. A diet which is rich in plant foods contains a variety of secondary metabolites and contributes to protecting the body against cancer and cardiovascular illnesses. Secondary metabolites and their effects are currently being intensively researched.

 

 

Plant Secondary Metabolites: Sources and Effects

  • Carotenoids 
    Carotenoids are organic pigments occurring in plants and are mostly found in red, orange and yellow fruits and vegetables. Other vegetables such as broccoli, spinach or curly kale also contain carotenoids. Carotenoids have antioxidative effects and prevent cancer. In addition to this they boost the immune system and reduce the risk of getting heart attacks.
  • Phytosterols 
    Phytosterols are found in plant foods such as sunflower seeds, sesame, nuts and Soya beans. Phytosterols protect against colon cancer and lower cholesterol levels. Phytosterols are chemically similar to cholesterol and therefore they compete against each other for absorption in the body.
  • Saponins 
    Saponins are flavour additives, which are found in legumes and spinach. Saponins boost the immune system, lower the cholesterol levels in the blood and reduce the risk of getting intestinal cancer.
  • Glucosinolates 
    Glucosinolates are flavour additives, which are found in all types of cabbages, mustard, radish and cress. Glucosinolates prevent infections an
    d inhibit the development of cancer.
  • Flavonoids 
    Flavonoids are organic pigments occurring in plants which give plants a red, violet or blue colour. Flavonoids have a particularly broad spectrum of efficacy. Flavonoids inhibit the growth of bacteria and viruses, protect the cells against the damages of free radicals, protect against cancers and heart attacks, have a repressive effect against inflammations and they influence blood coagulation.
  • Protease-inhibitors 
    Protease-inhibitors are found in plants that are rich in protein such as legumes, potatoes and wheat and they inhibit the decomposition of protein. Protease inhibitors protect the body against cancers and regulate the blood sugar levels.
  • Terpenes 
    Terpenes are plant flavours for e.g. the menthol in peppermint oil or the essential oils in herbs and spices. Terpenes decrease the risks of cancer.
  • Phytoestrogens 
    Phytoestrogens are natural plant hormones which are similar to the sexual hormones. Phytoestrogens are mostly found in wheat, legumes and wheat products. Phytoestrogens protect the body against hormonal dependant cancers such as breast, uterine and prostrate cancer.
  • Sulphides 
    Sulphides are compounds containing sulphur which are mostly found in plants that belong to the lily family such as onions, leeks, asparagus and garlic. Sulphides inhibit the growth of bacteria, lower cholesterol levels, protect the body from free radicals and have preventive effects against cancer.
  • Phytic acid 
    Phytic acid is found in wheat, legumes and flaxseeds. Phytic acid was considered undesirable for a long time because it binds trace elements such as iron and zinc and it also affects various digestive enzymes. However new studies have proved that phytic acid has an antioxidant effect in the large intestine.



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

سیتوکینینها

سه شنبه 22 فروردین 1391 06:16 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی
کشف سیتوکینین در سال 1965 موجب شد که گروه بسیار مهمی از تنظیم کننده‌های رشد به نام سیتوکینینها مورد توجه قرار گیرد کشف قطعی سیتوکینینها در 1955 وقتی صورت گرفت که میلر و اکوگ در دانشگاه و سیکونزین ماده‌ای به نام کینیتین را از یک نمونه اوتوکلاو شده DNA اسپرم شاه ماهی جدا نمودند و نشان دادند که این ماده در افزایش میتوز بافت کال توتون در شرایط آزمایشگاهی خیلی موثر است.

هابرلند در 1913 گزارش داده بوده که مواد انتشار یافته از بافت آبکشی می‌تواند تقسیم یاخته‌ای را در بافت پارانشیم غده‌های سیب زمینی القا کند با تکرار آزمایشهای هابرلند و ژابلوسنکی و اسکوگ در سال 1954 نشان دادند که یک قطعه از بافت آوندی کشف داده شده در روی بافت مغز توتون می‌تواند موجب تقسیم یاخته‌ها مغزی که قبلا به هیچ وجه تقسیم نمی‌شدند گردد. این مشاهدات به یکسری تحقیقات در جهت یافتن مواد خالصی که بتوانند تقسیم یاخته‌ای را بطور مشابه با ماده یا مواد ناشناخته موجود در بافت آوندی القا نمایند انجامید.



تصویر

جداسازی کینیتین و جستجو برای یافتن سایر سیتوکینینهای طبیعی

اسکوگ و همکارانش قبلا پی برده بودند که آدنین دارای فعالیت کمی در ایجاد تقسیم یاخته‌ای در بافت توتون است و به این موضوع اندیشیده بود که احتمالا اسیدهای نوکلئیک در فعالیت زیستی ، تحریک ناشناخته‌ای دارند. امروزه معلوم شده است کینتین یک ترکیب مصنوعی است در گیاه وجود ندارد ولی به هر حال این ترکیب خاصیت تحریک کنندگی تقسیم یاخته را داراست و بدین ترتیب پژوهش برای ترکیبات کینتین مانند طبیعی موجود در گیاهان یعنی سیتوکینینها شدیدتر شد.

کشف سیتوکینینهای طبیعی

اولین جداسازی یک سیتوکینین طبیعی توسط لقاح از بخش میوه اوکلنونیوزلند و میلر از داشنگاه ایندیانا در حدود سال 1963 بطور همزمان انجام شد لتام در یک سمپوزیوم گزارشی ارائه کرد که در آن اعلام کرد سیتوکینین طبیعی در شکل متبلور از دانه‌های نارس ذرت جدا کرده است و آنرا زآتین نامید. زآتین مانند کینتین ، آدنین جانشین شده است که ساختمان آن 6- (ترانس- گاما- هیدروکسی متیل-گاما- متیل آلیل) آمینوپورین است. زنجیره جانبی آن ساختاری ترپنی دارد و در تعداد زیادی از دانه‌ها یا میوه‌ها مانند آلو و نخود و عصاره ریشه‌ای آفتابگردان وجود دارد.

زآتین فعال‌ترین و فروان‌ترین سیتوکینینها باشد. بعد از کشف زآتین ، سیتوکینینهای متعدد دیگری از منابع مختلف جدا و ساختمان شیمیایی آنها مشخص گردید. تمام سیتوکینینهای طبیعی مشتقات ایزوپنتنیل آدنین (دی متیل آلیل آدنین) می‌باشند. سیتوکینینها در زنجیره‌های بعضی از tRNA نیز یافت می‌شوند که با هیدرولیز جدا می‌شوند. سیتوکینینها در همه گیاهان دانه‌دار و احتمالا در تمام قلمرو گیاهان وجود دارد.



تصویر

بیوسنتز سیتوکینینها

بیوسنتز سیتوکینینها در گیاهان دانه‌دار عموما در بافتها و مکانهایی که مریستمی یا هنوز دارای پتانسیل رشد هستند صورت می‌گیرد. از ویژگیهای جالب سیتوکینینها این است که ظاهرا در ریشه‌ها سنتز می‌شوند و بطور راس‌گرا در شاخه‌ها انتقال می‌یابند. زیرا سیتوکینینها به مقدار زیادی در شیره خام یافت شده‌اند. این انتقال به طرف راس سیتوکینینها در بافت آوندی ، در پدیده تسلط انتهایی دخالت می‌کند. ریشه محل عمده ، اما نه تنها محل بیوسنتز سیتوکینین است. کامبیوم و احتمالا تمام بافتهای تقسیم شونده بطور فعال مسئول سنتز سیتوکینینها می‌باشند.

بعضی اثرات فیزیولوژیکی سیتوکینینها در گیاهان دانه‌دار

سیتوکینینها در تنظیم گام به گام مراحل اوتنوژنی گیاهان دانه‌دار دخالت دارند از جمله:

اثرات اکسین و سیتوکینین در شکل‌زایی بافت کال توتون

اسکوگ طی آزمایشی به خوبی یک اثر متقابل ظریف و کمی را بین اکسین و سیتوکینین در کنترل تشکیل جوانه و ریشه از بافت مغز ساقه توتون در محیط کشت با مدرک اثبات کردند. اینها نشان دادند که با یک ترکیب خاص از غلظتهای اکسین و کینیتین ، بافهتای مغز به صورت کال نسبتا تمایز نیافته رشد می‌کنند با وجود این با نسبتهای مختلف اکسین به کینتین توانستند بطور موفقی موجب تشکیل جوانه یا ریشه‌ها از بافتهای مغز در محیط کشت شوند. نسبتهای سیتوکینین به اکسین بالا برای تشکیل جوانه و نسبتهای سیتوکینین به اکسین کم برای تشکیل ریشه مناسب بودند.

اثرات سیتوکینین در رشد و پیری

در گیاهان یکساله که چرخه زندگی در خاتمه یک فصل رویشی پایان می‌یابد پیری در کل گیاه مشاهده می‌شود. در گونه‌های چند ساله در انتهای یک فصل رویشی ، بخش هوایی گیاه پیر شده، می‌میرد اما سیستم زیر زمینی زنده می‌ماند. پیری یکساله و ریزش برگها در بسیاری از گیاهان چوبی چند ساله مشاهده می‌گردد.

پیری و مرگ معمولا از بخش قاعده‌ای به راس‌گرایی در یک شاخه پیش می‌رود تغییرات بیوشیمیایی که همزمان با پیری در برگها رخ می‌دهد بطور جامعی مشخص شده‌اند مهمترین تغییرات شیمیایی در پیری کاهش در پروتئین و اسیدهای نوکلئیک و زردی غیر قابل برگشت در نتیجه از بین رفتن کلروفیل است. اگر تمام برگهای جدا شده در زمان قطع کاملا جوان باشند سیتوکینین بطور محسوس رشد را تحریک می‌کند.

اثرات سیتوکینینها و اکسینها در تسلط راسی

تسلط راسی به بازدارندگی از رشد جوانه‌های جانبی زیرین توسط رشد انتهایی شاخه اطلاق می‌شود. مکانیسم تسلط راسی خود شناخته نشده است. این پدیده یک آنتاگونیسم بین سیتوکینینها و اکسینها را در بردارد. اکسین تولید شده در راس شاخه و انتقال یافته به پائین از آزادی جوانه‌ها از تسلط راسی جلوگیری به عمل می‌آورد و این عمل اکسینها با سیتوکینینها که بعضی در خود جوانه‌های جانبی مهار شده سنتز می‌شوند و بعضی دیگر در نزدیک جوانه در شیره خام انتقال می‌یابد مزیت دارد.

کاربرد سیتوکینین مستقیما در جوانه‌های جانبی مهار شده موجب آزادی از بازدارندگی می‌شود. همبستگی مستقیم اثرات سیتوکینین و اکسین در مهار جوانه جانبی و رهایی از آن به خوبی اثرات این دو هورمون را در تمایز بافتهای آوندی بین جوانه‌های محوری و استوانه مرکزی اولیه محور اصلی شاخه به اثبات می‌رساند. به کار بردن اکسین روی شاخه بدون راس از تشکیل ارتباطات آوندی جلوگیری می‌کند و کاربرد موضعی سیتوکینین در جوانه جانبی تمایز طرحهای آوندی را افزایش می‌دهد.

فعالیت هورمونی سیتوکینینهای آزاد

در مورد این نظر که سیتوکینینهای آزاد مستقلا بدون اتصال مستقیم با tRNA دارای فعالیت بیولوژیکی هستند امروزه ثابت شده است به این ترتیب که هورمون ابتدا به بعضی گیرنده‌ها با پیوندهای هیدروژنی یا یونی اتصال می‌یابد و به نظر می‌رسد که گیرنده بطور عادی یک پروتئین آلوستریک باشد که در نتیجه اتصال هورمون می‌تواند در اثر تغییر گیرنده یا یک کمپلکس گیرنده هورمون عمل هورمون را منجر گردد.


انتقال سیتوکینینها

در خصوص انتقال سیتوکینینها تا حدودی تناقص وجود دارد. از یک طرف اطلاعات فراوانی وجود دارد که وقتی سیتوکینینهای خارجی در برگها ، ساقه‌ها جوانه‌ها بکار می‌روند بطور قابل ملاحظه‌ای حرکت جزئی ، اگر باشد از محل مزبور نشان می‌دهند. با وجود این از طرف دیگر ثابت شده است که شیره خام و شیره پرورده به خوبی دارای سیتوکینین هستند. سیتوکینینها بطور طبیعی درشیره پرورده ، مخصوصا به صورت گلوکوزیدها وجود دارد.

احتمالا این مشاهدات ، به ظاهر مغایر واقعا غیر قابل تطبیق نیستند. سیتوکینینها در بافتهای آوندی حرکتی غیر فعال را با سایر محلولها در مطابقت صریح وابستگیهای منبع به مصرف نشان می‌دهند. مصرف کننده عمده برای سیتوکینینها بخشهای مریستمی یا دارای پتانسیل رویشی مثل برگهای جوان ، جوانه‌ها ، میانگره‌های جوان ، دانه‌های در حال نمو و میوه‌ها می‌باشند.
م:د-رشد



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

جیبرلینها

سه شنبه 22 فروردین 1391 06:14 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی
جیبرلین یکی از هورمونهای گیاهی است که نقش مهمی در رشد و نمو گیاهان بازی می‌کند. نام جیبرلینها به علت کشف تصادفی در ژاپن در قارچ آسکومیست انگل برنج به نام ژیبرلافوزیکوروژآ می‌باشد. این قارچ مسئول بیماری باکانه است که گیاهان مبتلا به این بیماری با طویل شدن قابل ملاحظه میانگره‌ها مشخص می‌شوند که در این صورت به آنها گیاهکهای سرکش می‌گفتند. تماما پژوهشهای اولیه درباره ژیبرلینها عملا از کارها کوروساوا فیزیولوژیست ژاپنی حاصل شده است. تعداد جیبرلینهای شناخته شده اکنون متجاوز از 100 عدد است.



تصویر

اندازه‌گیری جیبرلینها

برای جیبرلینها آزمونهای زیستی مخصوص تعیین شده است. در سال 1957 فاینی از اختصاصات جیبرلینها در برطرف کردن کوتاه قدی منشا وراثتی بعضی از واریته‌های نخود و ذرت برای اندازه‌گیری این تنظیم کننده‌های رشد استفاده کرده است. سایر آزمونها بر روی اثرات دیگر فیزیولوژیکی ژیبرلینها صورت می‌گیرد که در این آزمونها از افزایش طول محور زیر لپه کاهو ، تولید آلفا آمیلاز توسط یاخته‌های واجد آلورون ، میوه جو استفاده شده است.

خصوصیات شیمیایی جیبرلینها

جیبرلینها بوسیله بوسیله پالک در سال 1965 به عنوان ترکیباتی با اسکلت انت جیبرلان شناخته شدند و در واقع دی ترپنهای حلقوی هستند که در نتیجه تراکم چهار واحد ایزوپرن بدست می‌آیند. جیبرلینها به شکل 19 و 20 اتم کربن ، منو ، دی و تری کربوکسیلیک غیر پیوسته وجود دارند. جیبرلینها بطور طبیعی در سه حالت یا شکل شیمیایی وجود دارند که دو نوع آنها از نظر شیمیایی مشخص شده است و سومی بطور فرضی معلوم گشته است. که عبارتند از:
  • جیبرلینهای آزاد
  • جیبرلینهای پیوسته
  • جیبرلینهای محلول در آب

بیوسنتز جیبرلینها

جونز و فیلیس در سال 1966 نشان دادند که طرحهای اولیه برگی نسبت به مریستمهای راسی ، ژیبرلین بیشتر تولید می‌کنند. ریشه‌ها به روش بسیار فعال این تنظیم کننده‌های رشد را می‌سازند. جنین دانه‌ها و میوه‌ها نیز منبع خوب تولید جیبرلین هستند.



تصویر

انتقال جیبرلینها

بیشتر داده‌های مربوط به انتقال جیبرلینها در گیاهان دانه دار به حرکت GA خارجی مربوط است و اطلاعات مربوط به حرکت GA درونی کاملا غیر مستقیم هستند. انتقال جیبرلین بطور غیر قطبی توسط آبکش و چوب صورت می‌گیرد. در نخود جیبرلینهای بکار برده شده به سرعت 5 سانتیمتر در ساعت حرکت می‌کند که این سرعت به سرعت متابولیتهای منتقل شده توسط آبکش مربوط است. جیبرلینها در شیره خام چند گیاه مو ، سیب و گوجه فرنگی یافت شده اند.

تشکیل مشتقات غیر فعال جیبرلینها

بتا هیدروکسیلاسیون

الف- هیدروکسیلاسیون جیبرلین ها در موقعیت 2 (β) به همراه کاهش محسوس فعالیت زیستی آنهاست. تبدیل GA1 به GA2 در دو گونه لوبیا (فازئولوس ولگاریس و فازئولوس کوکسینئوس) مشاهده شده است.

اشکال پیوسته جیبرلینها

گلوکزیل- استرهای جیبرلینهای مختلف شناخته شده است که در آنها گلوکز بوسیله پیوند بتا گلوکوزیدی به یک عامل هیدروکسیل جیبرلینها متصل است. این شکل جیبرلین بدون تردید از اشکال غیر فعال است زیرا نتوانسته‌اند هیدرولیز این مشتقات را در بافتها نشان دهند.

اثرات فیزیولوژیکی جیبرلینها

اثر بر روی رشد

جیبرلینها رشد طبیعی بعضی از گیاهان کوتاه قد را امکان‌پذیر می‌سازند همچنین رشد طولی گیاهان طبیعی مانند برنج ، کاهو ، گندم و خیار را تحریک می‌کنند. جیبرلینها اثری شگفت آوربر روی بلند شدن ساقه گیاهان طوقی دارند. فعالیت تقسیم یاخته‌ای مریستم زیر راسی واریته‌های نخود کوتاه قد و ذرت به جیبرلینها حساس بوده و بوسیله این هورمونها تحریک می‌شود. کشش یاخته‌ای بیش از تقسیم یاخته‌ای دلیل تحریک رشد بوسیله جیبرلین است. در واقع این هورمونها در گیاهان گندم یا جو که اشعه دیده‌اند و در آنها تقسیم یاخته‌ای کاملا متوقف شده هنوز موثر می‌باشند.

به علاوه بوسیله GA3 یک نوع همبستگی بین تحریک رشد محور زیر لپه کاهو و افزایش وزن خشک دیواره ملاحظه شده است. این رشد طولی با یک نوع افزایش قابل توجه دیکتیوزومها ، بوسیله یکنوع تکثیر آندوپلاسمی و افزایش پلی‌ریبوزومهای یاخته‌ها جلو می‌افتد. این تغییرات با سنتز و ترشح زیاد مواد سازنده دیواره توام است که شبیه تغییراتی است که توسط GA3 در یاخته‌های واجد آلورون گندم گیاه جو القا می‌شود. در یاخته‌های فوق این تغییرات قبل از افزایش سنتز و ترشح آلفا آمیلاز صورت می‌گیرد.

سنتز جدید هیدرولازها در یاخته‌های آلورون جو وابسته به GA

القای ساخت جدید آلفا آمیلاز بوسیله GA در لایه‌های آلورون پس از زمان تاخیری حدود 18 ساعت پس از عمل هورمون کاملا مشهود است. آلفا آمیلاز ظاهرا پس از ساخت از یاخته‌های آلورون آزاد می‌شود اما ریبونوکلئاز و بتا1و3 گلوکاناز ابتدا در یاخته‌های آلورون انباشته می‌شوند و سپس به سرعت آزاد شده یا ترشح می‌شوند. بطور کلی اگر قرار است سنتز جدید هیدرولازها ادامه یابد جیبرلین بطور مداوم حضور داشته باشد تا پاسخهای هورمون باقی بمانند.

ساخت RNA جدید برای القای سنتز جدید و آزاد شدن آلفا آمیلاز ممانعت می‌کند. بازدارنده‌های ساخت پروتئین از جمله سیکلو هگزیمید نیز از القای ساخت هیدرولازها توسط GA ممانعت می‌کنند. جالب است که اسید آبسیزیک که یک هورمون بازدارنده رشد است نیز از سنتز القا شده آلفا آمیلاز ممانعت می‌کند.



تصویر

سایر اثرات جیبرلین

جیبرلینها بخصوص GA7 و GA4 موجب تولید میوه‌های بدون دانه یا بکرباری در بعضی گونه‌های گیاهی می‌شود. همچنین اگر جیبرلیها به مقدار زیاد بکار رود یا به عنوان همکاری با سیتوکینین موجب رشد زیاد برگها می‌شود که غالبا سطح برگها به دو برابر طبیعی می‌رسد. جیبرلین در بیشتر موارد خفتگی دانه‌ها را نیز برطرف می‌کند. بخصوص در مورد دانه‌هایی که خفتگی حساس به نور دارند مانند کاهو که جیبرلین جانشین نور سرخ می‌شود و مانند نور سرخ خفتگی این گونه دانه‌ها را برطرف می‌کند در این عمل معمولا اسید جیبرلیک به غلظت نسبتا قوی بکار برده می‌شود ( 3- 10 گرم در میلی‌لیتر).

جیبرلینها می‌توانند بازدارندگی رویش دانه را که توسط اسید آبسیزیک در مورد جنینهای نخود حاصل شده برطرف نمایند و متقابلا اسید آبسیزیک می‌تواند اثر محرک جیبرلینها را تضعیف کند ولی در عین حال عمل آن عمومی نیست. عمل تضاد آبسیزیک که در چندین پدیده مشاهده می‌شود مربوط به یک نوع تشابه ساختاری به جیبرلین می‌تواند باشد. زیرا اسید آبسیزیک یک سزکوئی‌ترپن است. اعمالی مانند خفتگی جوانه‌ها با جیبرلین برطرف می‌شود. با کاربرد جیبرلینها ممکن است که این تنظیم کننده‌ها به عنوان آنتگونیتهای اسید آبسیزیک عمل کنند. جیبرلینها ورود به خفتگی جوانه‌های درختان و درختچه‌ها را که بوسیله روزهای کوتاه القا ‌می‌شود به تاخیر می‌‌اندازد.

آنتی جیبرلینها

بعضی از کاهش دهنده‌های رشد که در برخی موارد عملی باغبانی برای بدست آوردن گیاهان پا کوتاه بکار می‌روند به نام آنتی جیبرلین معروفند. این ترکیبات سنتز جیبرلینها را متوقف می‌کنند یکی از انواع معروف این ترکیبات کلرور 2- کلرواتیل- تری متیل- آمونیوم است که در مسیر بیوسنتز جیبرلین سنتز کورن از ژرانیل- ژرانیول را متوقف می‌کند.
م:د-رشد 



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

اکسینها

سه شنبه 22 فروردین 1391 06:08 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی
اکسینها ، گروهی از هورمونهای گیاهی هستند که باعث طویل شدن سلولهای گیاهی می‌گردند. این مواد طیف گسترده‌ای را از نظر واکنشهای رشد و نموی را در گیاهان سبب می‌شوند. واژه اکسین یک اصطلاح عمومی است و به تعدادی از مواد طبیعی گفته می‌شود که فراوان‌ترین و مهمترین اکسین در گیاهان ، اندول استیک اسید (IAA) می‌باشد. مهمترین اثراتی که به اکسین نسبت داده شده است عبارتند از: بزرگ شدن سلول گیاهی ، طویل شدن ساقه گیاه ، تولید ریشه ، تولید آوندهای چوبی ، افزایش رشد جوانه راسی ، جلوگیری از رشد جوانه جانبی ،‌تشکیل میوه ، بزرگ شدن میوه ، تشکیل گرهک در ریشه گیاهانی که دارای باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن هستند ، جلوگیری از ریزش برگ ، بیوسنتز پروتئین و (ساختمان RNA|RNA)) و اثرات دیگر.



تصویر

سیر تحولی

برای اولین بار در سال 1880 داروین بررسیهای در رابطه با اثر تابش نور بر خمیدگی در بخشهای راسی گیاه انجام داد. او در این بررسیها از کولئوپتیل گیاه فالاریس استفاده کرد. این تحقیقات در سالهای بعد توسط اشخاص مثل فیتینگ (1907) ، بویس جانسن (1913-1910) ، پل (1919) و ... ادامه یافت که سرانجام در 1928 ونت ، با قرار دادن تعدادی مکعب ژلوز در حضور نور ، بر روی راس کولئوپتیل گیاه یولاف جدا شده این نظر را دارد که اگر در راس کولئوپتیل ماده‌ای باشد باید به ژلوز انتقال یابد و این را با قرار دادن قطعات ژلوز بدست آمده از مرحله قبل ثابت کرد که رشد کولئوپتیل ، در حضور این قطعات ژلوزی نیازی به راس کولئوپتیلی خود ندارد. و در سال 1931 ، هاگن- اسمیت توانستند این ماده را تخلیص و جداسازی کنند و در 1934 توسط کوگل این ماده را در راس کولئوپتیل مشخص کرد و آن را اکسین نامید.

بیوسنتز اکسین

ساخت اکسین عمدتا در بخشهای مریستمی گیاه بخصوص ، جوانه های راسی و برگهای جوان صورت می‌گیرد. در پژوهشهای اولیه در مورد اکسین گفته شده بود که چون اندول استیک اسید از نظر ساختمان شیمیایی شبیه اسید آمینه تریپتوفان است احتمالا از تریپتوفان ساخته می‌شود. بعد از شناسایی عناصر رادیواکتیو و استفاده آنها در تحقیقات زیستی ، این نظر تائید شد.

با بکارگیری کربن رادیواکتیو (کربن 14) مسیر تشکیل اندول استیک اسید (IAA) در بسیاری از گیاهان شناخته شده است که شامل مسیر زیر می‌باشد: اسید آمینه تریپتوفان بوسیله واکنش دآمیناسیون به اندول پیروویک اسید تبدیل می‌شود. سپس این ماده بوسیله واکنش دکربوکسیلاسیون به اندول استالدوئید تبدیل می‌گردد.اندول استالدئید تحت تاثیر واکنش دهیدروزناسیون به اندول استیک اسید تبدیل می‌شود.

انتقال اکسین در گیاه

هورمون اکسین بعد از تشکیل در گیاه ممکن است اثرات خود را در همان محل تولید اعمال نماید یا در گیاه منتقل شده و در ناحیه‌ای غیر از محل تشکیل اثرات خود را آشکار کند. IAA (اندول استیک اسید) تولید شده ، کمتر به صورت آزاد باقی می‌ماند که با پیوستن به اسید آمینه‌ها یا قندها یا حتی ویتامین C در گیاه انتقال می‌یابد. جهت انتقال آن از بالا به پائین است که به صورت درون سلولی از طریق آوندهای آبکشی صورت می‌گیرد و سرعت جابجائی آن در حدود 20 - 4 میلیمتر در ساعت گزارش شده است.



تصویر

اثرات فیزیولوژیکی اکسین

  • رشد سلولی: اکسین موجب بزرگ شدن سلول و در غلظت زیاد ، سبب هیپرتروفی می‌گردد. یعنی سلول حتی از اندازه طبیعی خودش هم بزرگتر می‌شود.

  • تروپیسم: اکسین موجب تروپیسم در گیاه می‌شود که مهمترن آنها ، فتوتروپیسم می‌باشد که در این حالت ساقه گیاه یا کولئوپتیل به سمت تابش نور خمیدگی پیدا می‌کند.

  • تحریک رشد مریستمهای ثانویه: اکسینها موجب رشد ثانویه مثل کامبیوم می‌شوند.

  • بکرزایی یا پارتنوکاریی: رشد پریکارپ میوه از دیگر اثرات اکسین می‌باشد که موجب ایجاد میوه بدون دانه می‌شوند که به این فرایند بکرزایی گفته می‌شود.

  • ریزش برگ و میوه: اکسین موجب تولید هورمون دیگری به نام اتیلن می‌شود. که این هم ، موجب فعال سازی آنزیم پکتیاز می‌گردد پکتیاز تیغه میانی محل اتصال برگ و یا میوه به ساقه را هضم می‌کند و در نتیجه با کوچکترین حرکت ، میوه یا برگ می‌افتد. خود هورمون اتیلن ، نیزموجب ریزش برگ و میوه می‌شود.

  • تمایز: اکسینها در اندام زائی و شکل زائی گیاه موثرند و این رویدادها ، تحت تاثیر دزهای مختلف اکسین صورت می‌گیرد.

تجزیه اکسین

اکسین در حضور نور شدید و اکسیژن و حرارتهای زیاد تجزیه می‌شود و اگر به صورت آزاد باشد می‌تواند تحت تاثیر آنزیم پراکسیداز قرار گرفته و تجزیه گردد.

اکسین و بیوسنتز آنزیمها

اکسین در بیوسنتز برخی از آنزیمها مثل سلولاز و پراکسیداز موثر است، نیز در مرحله نسخه برداری ماده ژنتیکی دخالت کرده و آنزیم RNA پلیمراز را فعال می‌کند تا از روی DNAمولکول RNA را بسازد. در این حالت سنتز ریبوزومی نیز تحریک می‌شود که می‌تواند شامل RNA ریبوزومی یا پروتئینهای لازمه آن باشد. اکسین همچنین موجب سست شدن پیوند DNA و هیستون می‌گردد. و به این ترتیب دسترسی DNA به پلیمرازها ، آسانتر می‌گردد. 
م:د-رشد



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

plant hormones and their functions

سه شنبه 22 فروردین 1391 05:40 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی

This chart shows the five plant hormones and their functions.
Where Found in Plant Major Functions
Auxin Embryo of seed, young leaves, meristems of apical buds Stimulates cell elongation; involved in phototropism, gravitropism, apical domincance, and vascular differentiation; inhibits abscission prior to formation of abscission layer; stimulates ethylene synthesis; stimualtes fruit development; induces adventitious roots on cuttings
Cytokinin Synthesized in roots and transported to other organs Stimulates cell division, reverse apical dominance, involved in shoot growth, delay leaf sequence
Ethylene Tissues of ripening fruits, nodes of stems, senescent leaves and flowers Stimulates fruit ripening, leaf and flower senescence, and abscission
Abscisic Acid Leaves, stems, green fruit Stimulates stomatal closure
Gibberellin Meristems of apical buds and roots, young leaves, embryo Stimulates shoot elongation, stimulates bolting and flowering in biennials, regulates production of hydrolytic enzymes in grains





دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

?What is a hormone

سه شنبه 22 فروردین 1391 05:30 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی


As plants grow their genotype is expressed in the phenotype which is modified by the environmental conditions that they experience. Somehow the rates of growth and differentiation of cells in different parts of the plant are coordinated in response to these inputs.

There has to be communication between these levels: how does the plant receive and respond to environmental inputs or "signals"? What comunication is there inside the plant to adjust growth and development to the environment?

When growing plants commercially we can ask similar questions:

  • what environmental input will produce the kind of growth that we want?
  • or can we modify the growth by applying a chemical regulator?
  • can change the genotype to achieve the kind of growth we want (by traditional breeding or by genetic manipulation)?

The answers to each of these questions depends on an understanding of how plant growth is regulated. Hormones in animals cooordinate body functions by being produced in one place and acting in another. Plants do not have a circulatory system and "action at a distance" may not be a feature of plant hormones. They are molecules that are not directly involved in metabolic or developmental processes but they act at low concentrations to modify those processes.

There are five generally recognized classes of plant hormone, some of the classes are represented by only one compound, others by several different compounds. They are all organic compounds, they may resemble molecules which turn up elsewhere in plant structure or function, but they are not directly involved as nutrients or metabolites.

Auxins

There is only one naturally occurring auxin: indole-3-acetic acid (IAA) and this is chemically related to the amino acid tryptophan.

There are many synthetic auxins - aromatic compounds with carboxylic sidechains often affect plant growth in the same way that IAA does. These are used commercially rather than IAA because they are cheaper and more stable. For example naphthalene acetic acid (NAA) is used to control fruit set and sucker growth on trees after pruning. Indole butyric acid is used to promote rooting in cuttings. Far and away the biggest use of auxin-like compounds is as herbicides (2,4-D and MCPA). Applied at high concentration they promote uncoordinated growth and finally death, particularly in broad-leaved weeds.

Cytokinins

There are a number of naturally occuring cytokinins all related to the nucleotide adenine. They can occur as the free base or as a riboside. Synthetic cytokinins include benzyladenine and kinetin. Cytokinins are used in tissue culture media, and for growth control in fruit.

Ethylene

Ethylene is the only gaseous hormone in the plant world; it is a simple hydrocarbon gas that is derived from the amino acid, methionine, via an unusual cyclic compound which is also an amino acid, ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid).

The gas is used commercially for ripening fruit, particularly bananas. There are also synthetic compounds, such as ethephon (chloro-ethanephosphonic acid) that can be sprayed onto plants in solution; once inside the tissues ethephon breaks down to liberate ethylene. Ethephon is used to promote ripening on the tree, leaf abscision in ornamentals, growth control in seedlings and flowering in pineapples.

Abscisic acid

Abscisic acid (ABA) is one of two related compounds (the other is xanthoxin) that are in the isoprenoid group and related to carotenoids ABA is a very expensive material and so far there are no synthetic analogs or practical uses

Gibberellins

The gibberellins (GAs) are the largest group with over 70 compounds although not all are biologically active. Like ABA they are derived from the isoprenoid pathway. Gibberellins are used commercially to break dormancy of "difficult" seeds, and to promote set of grapes and other fruits.

Many growth retardants used on flowering pot plants, woody plants and turf are "anti- gibberellins". Compounds such as ancymidol and uniconazole block GA synthesis and produce dwarf plants. Genetic dwarfs are often deficient in gibberellin.

Hormone action
At the cell level hormones attach to a protein receptor which sends a signal down a transduction pathway to switch on particular genes. Through transcription and translation this leads to production of an enzyme protein which actually causes the change in plant growth. A good example from the early stages of plant development is the role of GA in cereal seed germination. As the seed imbibes water the embryo produces GA. This induces synthesis of amylase in the aleurone layer which secretes the enzyme to the endosperm. Amylase breaks down starch to glucose which diffuses to the embryo and is used for the early stages of plant growth.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

Plant-Hormones

سه شنبه 22 فروردین 1391 05:23 ب.ظ

نویسنده : عسکر اله قلی


Plant Hormones Introduction

 

The plant hormones website was set up initially at Long Ashton Research Station an institute of the BBSRC. Long Ashton will be closing in March 2003 so the Plant-Hormones site has been moved to a new commercial service.

The website provides general information on plant hormones and links to the plant-hormones discussion list. This list has been set up on the National Academic Mailing List Service JISCMAIL.

This list has been set up as a freely accessible electronic communication forum for use by plant-hormone scientists. The list is intended to promote communication between professionals in the plant-hormone field. Discussion topics should include gibberellins, auxins, cytokinins,abscisic acid, etc.

All aspects of research may be discussed; synthesis extraction, purification, analysis, enzymology, molecular biology, hormone action etc. Requests for help on particular aspects may also be posted to the list as well as requests for standards, spectra, identification of spectra etc.

The list may also be used for announcement of meetings, calls for papers and posters, visits of scientists to a particular area.

Information on Abscisic Acid
Information on Auxins
Information on Cytokinins
Information on Ethylene
Information on Gibberellins
JISC Mail Plant Hormones archive
Search the Plant Hormones archive
Database of Plant Hormone Workers
Please sign the visitors book
Job Vacancies
Meetings
Links to other  sites



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -



تعداد کل صفحات : 18 ... 2 3 4 5 6 7 8 ...
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic