Note su Photobiology nelle piante e il suo meccanismo
Note sulla fotobiologia nelle piante e nel suo meccanismo!
La cromoproteina (fotorecettore fotosensibile, complesso di proteine del pigmento blu presente in quasi tutte le piante da fiore (angiosperme) è stata scoperta da Borthwick et el (1952) e isolata da Butler et al (1959) da piantine di mais etiolate.
Esiste in due stati interconvertibili, blu e verde giallo, P r e P fr . P fr è associato con la membrana cellulare mentre P r si trova nello stato diffuso nel citosol. Provoca la germinazione dei semi, inibisce la fioritura negli SDP e fiorisce nelle piante lunghe di giorno. P r o P 600 assorbe la luce a 660 nm e cambia in P fr o P 730 .
Quest'ultimo assorbe una luce di 730 nm e viene cambiato in P r rapidamente. Anche l'oscurità causa questa conversione, ma è molto lenta. Il fitocromo è coinvolto in risposte fotomorfogenetiche superiori a 550 nm (eccetto i movimenti fotonastri fototropicali). È richiesto nella germinazione dei semi di alcune piante, dormienza delle gemme, abscissione delle foglie, sintesi di gibberelline ed etilene, prevenzione della foto-ossidazione, fotoperiodismo e morfogenesi.
La forma P è stabile al buio, assorbe la luce rossa di 660 nm e cambia rapidamente in P fr . P r on assorbendo luce rossa lontana di 730 nm o in scuro cambiato in P r . Questo comportamento fotoreversibile è indipendente dalla temperatura. Il Pr stimola la fioritura in piante da giorno corto. P fr è essenziale per la germinazione dei semi.
Meccanismo:
Un tempo, il fitocromo doveva controllare le reazioni fotomorfogeniche attraverso il suo controllo sul metabolismo dei composti 2C e 3C (Hendricks, 1964). In seguito si pensò di operare attraverso i geni (Mohar, 1966) o il cambiamento della permeabilità della membrana (Hendricks e Borthwick, 1967) funzionando come un enzima proteico per la struttura della membrana.
Fondeville et al. (1966) osservarono che il fitocromo controlla i movimenti di nicotina mimica (apertura e chiusura leggera dipendente). Simili movimenti controllati di fitocromo sono stati successivamente osservati nella julibrissina e negli stomi di Albizzia. Si è anche scoperto che tali movimenti sono collegati con l'afflusso e l'efflusso di ioni K + . Pertanto, il fitocromo causa cambiamenti di turgore nelle cellule attraverso il cambiamento del trasporto di ioni attivi o delle proprietà della membrana.
Il fitocromo può causare una risposta fotomorfogenetica in pochi secondi (Newman e Briggs, 1972) o dopo diverse ore. Il primo è chiamato risposta rapida fitocromo. Sembra che la rapida risposta fitochimica sia causata da cambiamenti nelle proprietà della membrana.
Ad esempio, le radici escisse di orzo presenti in un becher con una soluzione di ATP, Mg 2+ e acido ascorbico aderiscono immediatamente alla superficie del vetro quando sono esposte alla luce rossa. Vengono rilasciati all'esposizione a luce rossa lontana. Mostra chiaramente che il fitocromo si trova nella membrana cellulare (Haupt, 1972). Agisce per la sua azione sugli enzimi legati alla membrana.
L'operazione di fitocrisia può anche avvenire attraverso l'acetilcolina o un composto correlato (Jaffe, 1970). Yamamoto e Tezuka (1972) hanno proposto che il fitocromo possa agire attraverso la regolazione del NADP + attivo nelle cellule. È possibile che sia i composti NADP + che i composti acetilcolina possano essere correlati ad alcune reazioni o intermedi di azione fitocromatica.
