아브시 스산 (ABA)는 식물의 주요 호르몬 중 하나입니다. 이 분자는 종자 발아 및 환경 스트레스에 대한 내성과 같은 일련의 필수 생리적 과정에 참여합니다.
역사적으로, abscisic acid는 잎과 열매의 분리 과정과 관련이있었습니다 (따라서 이름). 그러나 오늘날 ABA는이 프로세스에 직접 참여하지 않는 것으로 인정됩니다. 사실, 호르몬에 기인하는 많은 전통적인 기능은 현재 기술에 의해 도전 받고 있습니다.
출처 : Charlesy (talkcontribs), Wikimedia Commons
식물 조직에서 물 부족은 식물 구조의 팽팽함을 잃게합니다. 이 현상은 ABA의 합성을 자극하여 기공 폐쇄 및 유전자 발현 패턴의 변형과 같은 적응 유형의 반응을 유발합니다.
ABA는 또한 곰팡이, 박테리아 및 인간을 포함한 일부 후생 동물에서 분리되었지만 분자의 특정 기능이 이러한 계통에서 결정되지 않았습니다.
역사적 관점
"식물 호르몬"으로 작용하는 능력을 가진 물질이 처음 발견 된 이후, 성장 억제 분자가 있어야한다고 의심되기 시작했습니다.
1949 년에이 분자가 분리되었습니다. 휴면 새싹에 대한 연구 덕분에 잠재적으로 억제 할 수있는 물질이 상당량 포함되어 있음을 확인할 수있었습니다.
이것은 귀리 딱정벌레 목에서 옥신 (주로 성장에 관여하는 것으로 알려진 식물 호르몬)의 작용을 차단하는 역할을했습니다.
억제 특성 때문에이 물질은 처음에는 도르 민이라고 불 렸습니다. 그 후 일부 연구자들은 잎과 과일에서 이탈 과정을 증가시킬 수있는 물질을 확인했습니다. 이 기숙사 중 하나는 분리 동안의 작용에 의해 화학적으로 식별되고 "abscisin"으로 명명되었습니다.
다음 조사는 소위 dormine과 abscisin이 화학적으로 동일한 물질이라는 것을 확증 할 수 있었고 "abscisic acid"로 이름이 바뀌 었습니다.
형질
ABA로 약칭되는 Abscisic acid는 종자 발아에서 환경 스트레스, 배아 성숙, 세포 분열 및 신장 기간에 대한 반응과 같은 일련의 생리적 반응에 관여하는 식물 호르몬입니다.
이 호르몬은 모든 식물에서 발견됩니다. 그것은 또한 일부 매우 특정한 종의 균류, 박테리아 및 일부 후생 동물에서 발견 될 수 있습니다.
식물 색소체 내부에서 합성됩니다. 이 단백 동화 경로에는 이소 펜 테닐 피로 포스페이트라는 분자가 전구체로 있습니다.
일반적으로 과일의 아래쪽 부분, 특히 난소의 아래쪽 부분에서 얻습니다. abscisic acid는 과일의 가을이 가까워지면 농도가 증가합니다.
abscisic acid를 식물성 새싹의 일부에 실험적으로 적용하면 엽면 원시는 cataphiles가되고 새싹은 겨울철 구조가됩니다.
식물의 생리적 반응은 복잡하고 다양한 호르몬이 관여합니다. 예를 들어, 지 베릴 린과 사이 토키 닌은 abscisic acid와 대조되는 효과가있는 것으로 보입니다.
구조
구조적으로, abscisic acid 분자는 15 개의 탄소를 가지며 그 공식은 C 15 H 20 O 4 이며, 여기서 탄소 1 '은 광학적 활성을가집니다.
pKa가 4.8에 가까운 약산입니다. 이 분자에는 몇 가지 화학적 이성질체가 있지만 활성 형태는 S-(+)-ABA이며 2- cis -4-trans 측쇄가 있습니다. R 양식은 일부 테스트에서만 활동을 보여주었습니다.
행동의 메커니즘
ABA는 완전히 공개되지 않은 매우 복잡한 작용 메커니즘을 갖는 것이 특징입니다.
옥신이나 지베렐린과 같은 다른 호르몬에서 발견되는 것과 같은 ABA 수용체를 확인하는 것은 아직 불가능합니다. 그러나 일부 막 단백질은 GCR1, RPK1과 같은 호르몬 신호 전달에 관여하는 것으로 보입니다.
더욱이, 호르몬 신호 전달에 관여하는 상당수의 제 2 메신저가 알려져 있습니다.
마지막으로, PYR / PYL / RCAR 수용체, 2C 포스파타제 및 SnRK2 키나제와 같은 여러 신호 전달 경로가 확인되었습니다.
식물에 대한 기능 및 효과
Abscisic acid는 다양한 필수 식물 공정과 연결되어 있습니다. 주요 기능 중 우리는 종자의 발달과 발아를 언급 할 수 있습니다.
또한 추위, 가뭄, 염분 농도가 높은 지역과 같은 극한 환경 조건에 대한 대응에도 관여합니다. 가장 관련성이 높은 내용은 다음과 같습니다.
물 스트레스
식물의 반응에서 호르몬의 증가와 유전자 발현 패턴의 변화가 필수적인 수분 스트레스가있는 상태에서이 호르몬의 참여가 강조되었습니다.
가뭄이 식물에 영향을 미치면 잎이 시들기 시작하기 때문에 증거가 될 수 있습니다. 이 시점에서 abscisic acid는 잎으로 이동하여 잎에 축적되어 기공이 닫힙니다. 이들은 식물에서 가스 교환을 매개하는 밸브와 같은 구조입니다.
Abscisic acid는 두 번째 메신저 역할을 할 수있는 분자 인 칼슘에 작용합니다. 이것은 보호자 세포라고 불리는 기공을 구성하는 세포의 원형질막 외부에 위치한 칼륨 이온 채널의 개방을 증가시킵니다.
따라서 상당한 물 손실이 발생합니다. 이 삼투 현상은 식물의 팽팽함을 잃어 버려 약하고 흐트러진 것처럼 보입니다. 이 시스템은 가뭄 과정에 대한 경고 경보로 작동하는 것이 좋습니다.
기공 폐쇄 외에도이 과정에는 유전자 발현을 재구성하는 일련의 반응이 포함되어 100 개 이상의 유전자에 영향을 미칩니다.
종자 휴면
종자 휴면은 식물이 빛, 물, 온도 등과 같은 불리한 환경 조건에 저항 할 수 있도록하는 적응 현상입니다. 이 단계에서 발아하지 않음으로써 환경이 더 자비로운시기에 식물의 성장이 보장됩니다.
가을 중순이나 여름 중순에 씨앗이 발아하는 것을 방지하려면 (이때 생존 가능성이 매우 낮습니다) 복잡한 생리적 메커니즘이 필요합니다.
역사적으로,이 호르몬은 성장과 발달에 해로운시기에 발아를 막는 데 중요한 역할을하는 것으로 간주되었습니다. abscisic acid 수치는 종자 성숙 과정에서 최대 100 배까지 증가 할 수 있습니다.
이 높은 수준의 식물 호르몬은 발아 과정을 억제하고 결국 극심한 물 부족에 대한 저항력을 돕는 단백질 그룹의 형성을 유도합니다.
종자 발아 : abscisic acid 제거
종자가 발아하여 수명주기를 완료하려면 abscisic acid를 제거하거나 비활성화해야합니다. 이 목적을 달성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
예를 들어 사막에서는 비가 오면 abscisic acid가 제거됩니다. 다른 종자는 호르몬을 비활성화하기 위해 빛 또는 온도 자극이 필요합니다.
발아 사건은 압시 식산과 지 베릴 린 (다른 널리 알려진 식물 호르몬) 사이의 호르몬 균형에 의해 발생합니다. 야채에서 우세한 물질에 따라 발아가 발생하거나 발생하지 않습니다.
탈퇴 이벤트
오늘날 abscisic acid가 새싹의 휴면에 관여하지 않는다는 생각을 뒷받침하는 증거가 있습니다. 아이러니하게 보일 수도 있지만 잎의 제거에는 그 이름이 유래하는 과정이 아닙니다.
현재이 호르몬이 이탈 현상을 직접 조절하지 않는 것으로 알려져있다. 산의 높은 존재는 노화를 촉진하는 역할과 이탈에 선행하는 사건 인 스트레스에 대한 반응을 반영합니다.
성장 저하
Abscisic acid는 auxins, citicinins, giberillins 및 brassinosteroids와 같은 성장 호르몬의 길항제 (즉, 반대 기능을 수행함)로 작용합니다.
종종이 길항 관계는 abscisic acid와 다양한 호르몬 사이의 다중 관계를 포함합니다. 이런 식으로 식물에서 생리적 결과가 조정됩니다.
이 호르몬이 성장 억제제로 간주되었지만이 가설을 완전히 뒷받침 할 수있는 구체적인 증거는 아직 없습니다.
어린 조직은 상당한 양의 abscisic 산을 나타내는 것으로 알려져 있으며이 호르몬이 결핍 된 돌연변이는 왜소입니다. 주로 땀을 줄이는 능력과 과장된 에틸렌 생산으로 인해 발생합니다.
심장 비근
식물의 abscisic acid 양에 매일 변동이있는 것으로 확인되었습니다. 이러한 이유로 호르몬은 신호 분자로 작용하여 식물이 빛, 온도 및 물의 양의 변동을 예측할 수 있다고 추정됩니다.
잠재적 인 용도
앞서 언급했듯이 abscisic acid의 합성 경로는 수화 스트레스와 매우 관련이 있습니다.
이러한 이유로 유전자 발현 조절에 관여하는이 경로와 전체 회로 및 이러한 반응에 참여하는 효소는 유전 공학을 통해 높은 염 농도와 기간을 성공적으로 견디는 변이체를 생성 할 잠재적 표적을 구성합니다. 물 부족.
참고 문헌
- 캠벨, NA (2001). 생물학 : 개념과 관계. 피어슨 교육.
- Finkelstein, R. (2013). Abscisic acid 합성 및 반응. Arabidopsis 책 / 미국 식물 생물학 학회, 11.
- Gómez Cadenas, A. (2006). 식물 호르몬, 신진 대사 및 작용 방식, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín 편집자. 과학.
- Himmelbach, A. (1998). 식물 성장을 조절하기위한 abscisic acid의 신호. 런던 왕립 학회의 철학적 거래 B : 생물학, 353 (1374), 1439-1444.
- Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). Abscisic acid 생합성 및 이화 작용. Annu. Plant Biol., 56, 165-185.
- Raven, PHE, Ray, F., & Eichhorn, SE 식물 생물학. 편집 복귀.