AXIT ABSCISIC (ABA): CHỨC NĂNG VÀ TÁC DỤNG - SINH HỌC - 2025

Các axit abscisic (ABA) là một trong những hormone chính trong nhà máy. Phân tử này tham gia vào một loạt các quá trình sinh lý thiết yếu, chẳng hạn như sự nảy mầm của hạt và khả năng chống chịu với áp lực môi trường.

Trong lịch sử, axit abscisic từng có liên quan đến quá trình tạo bọt của lá và trái cây (do đó có tên như vậy). Tuy nhiên, ngày nay người ta chấp nhận rằng ABA không tham gia trực tiếp vào quá trình này. Trên thực tế, nhiều chức năng truyền thống được cho là do hormone đã bị thách thức bởi các công nghệ hiện tại.

Nguồn: Bởi Charlesy (talkcontribs), từ Wikimedia Commons

Trong các mô thực vật, việc thiếu nước dẫn đến sự mất khả năng hoạt động của các cấu trúc thực vật. Hiện tượng này kích thích sự tổng hợp ABA, kích hoạt các phản ứng của kiểu thích nghi, chẳng hạn như sự đóng của khí khổng và sửa đổi kiểu biểu hiện của gen.

ABA cũng đã được phân lập từ nấm, vi khuẩn và một số metazoans - bao gồm cả con người, mặc dù một chức năng cụ thể của phân tử vẫn chưa được xác định trong các dòng này.

Quan điểm lịch sử

Từ những khám phá đầu tiên về chất có khả năng hoạt động như "hoocmon thực vật", người ta bắt đầu nghi ngờ rằng phải có phân tử ức chế sinh trưởng.

Năm 1949, phân tử này được phân lập. Nhờ nghiên cứu về chồi ngủ, người ta có thể xác định rằng chúng có chứa một lượng đáng kể chất có khả năng ức chế.

Điều này có nhiệm vụ ngăn chặn hoạt động của auxin (một loại hormone thực vật chủ yếu được biết đến với vai trò tham gia vào quá trình tăng trưởng) trong các sợi lông yến mạch.

Do đặc tính ức chế của nó, chất này ban đầu được gọi là ký sinh. Sau đó, một số nhà nghiên cứu đã xác định các chất có khả năng làm tăng quá trình abscission trong lá và cả trong quả. Một trong những ký sinh này đã được xác định về mặt hóa học và được đặt tên là "abscisin" - do hoạt động của nó trong quá trình abscission.

Các cuộc điều tra sau đây đã có thể chứng thực rằng cái gọi là ký sinh và abscisin là cùng một chất về mặt hóa học, và nó được đổi tên thành "axit abscisic".

nét đặc trưng

Axit abscisic, viết tắt là ABA, là một hormone thực vật liên quan đến một loạt các phản ứng sinh lý, chẳng hạn như phản ứng với các giai đoạn căng thẳng của môi trường, trưởng thành phôi, phân chia và kéo dài tế bào, trong quá trình nảy mầm của hạt, trong số những phản ứng khác.

Hormone này được tìm thấy trong tất cả các loài thực vật. Nó cũng có thể được tìm thấy ở một số loài nấm rất cụ thể, ở vi khuẩn và ở một số loài metazoans - từ cnidarians đến người.

Nó được tổng hợp bên trong plastids thực vật. Con đường đồng hóa này có tiền thân là phân tử được gọi là isopentenyl pyrophosphat.

Nó thường được lấy từ các phần dưới của quả, đặc biệt là ở vùng dưới của buồng trứng. Axit abscisic tăng nồng độ khi mùa thu trái cây đến gần.

Nếu thực nghiệm axit abscisic được áp dụng cho một phần của chồi sinh dưỡng, nguyên sinh ở lá sẽ trở thành các ổ cắm và chồi trở thành cấu trúc trú đông.

Các phản ứng sinh lý của thực vật rất phức tạp và có nhiều hormone khác nhau. Ví dụ, giberillin và cytokinin dường như có tác dụng tương phản với axit abscisic.

Kết cấu

Về mặt cấu trúc, phân tử axit abscisic có 15 nguyên tử cacbon và công thức của nó là C ₁₅ H ₂₀ O ₄ , trong đó cacbon 1 'có hoạt tính quang học.

Nó là một axit yếu với pKa gần bằng 4,8. Mặc dù có một số đồng phân hóa học của phân tử này, dạng hoạt động là S - (+) - ABA, với chuỗi bên 2 - cis -4-trans. Biểu mẫu R chỉ hiển thị hoạt động trong một số thử nghiệm.

Cơ chế hoạt động

ABA có đặc điểm là có một cơ chế hoạt động rất phức tạp, chưa được tiết lộ đầy đủ.

Người ta vẫn chưa thể xác định thụ thể ABA - giống như thụ thể được tìm thấy cho các hormone khác, chẳng hạn như auxin hoặc gibberellin. Tuy nhiên, một số protein màng dường như có liên quan đến tín hiệu hormone, chẳng hạn như GCR1, RPK1, trong số những protein khác.

Hơn nữa, một số lượng đáng kể các sứ giả thứ hai liên quan đến việc truyền tín hiệu hormone đã được biết đến.

Cuối cùng, một số con đường truyền tín hiệu đã được xác định, chẳng hạn như thụ thể PYR / PYL / RCAR, 2C phosphatase và SnRK2 kinase.

Chức năng và tác dụng đối với thực vật

Axit abscisic có liên quan đến một loạt các quá trình thiết yếu của thực vật. Trong số các chức năng chính của nó, chúng ta có thể kể đến sự phát triển và nảy mầm của hạt.

Nó cũng tham gia vào các ứng phó với các điều kiện môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như lạnh, hạn hán và các vùng có nồng độ muối cao. Chúng tôi sẽ mô tả những gì có liên quan nhất dưới đây:

Căng thẳng nước

Người ta đã nhấn mạnh đến sự tham gia của hormone này trong điều kiện căng thẳng về nước, nơi sự gia tăng của hormone và sự thay đổi kiểu biểu hiện gen là cần thiết trong phản ứng của cây.

Khi hạn hán ảnh hưởng đến cây, có thể dẫn chứng là do lá bắt đầu khô héo. Tại thời điểm này, axit abscisic đi đến lá và tích tụ trong đó, làm cho khí khổng đóng lại. Đây là những cấu trúc giống như van làm trung gian trao đổi khí trong thực vật.

Axit abscisic tác dụng với canxi: một phân tử có khả năng hoạt động như một chất truyền tin thứ hai. Điều này gây ra sự gia tăng việc mở các kênh ion kali nằm bên ngoài màng sinh chất của các tế bào tạo nên khí khổng, được gọi là tế bào giám hộ.

Do đó, sự mất nước đáng kể xảy ra. Hiện tượng thẩm thấu này làm mất khả năng vận động của cây, làm cho cây trông yếu ớt và mềm nhũn. Có ý kiến ​​cho rằng hệ thống này hoạt động như một cảnh báo về quá trình hạn hán.

Ngoài quá trình đóng khí khổng, quá trình này cũng liên quan đến một loạt phản ứng sửa đổi biểu hiện gen, ảnh hưởng đến hơn 100 gen.

Sự ngủ đông của hạt giống

Sự ngủ đông của hạt là một hiện tượng thích nghi cho phép thực vật chống lại các điều kiện môi trường bất lợi, có thể là ánh sáng, nước, nhiệt độ, v.v. Bằng cách không nảy mầm trong những giai đoạn này, sự phát triển của cây được đảm bảo trong những thời điểm môi trường trong lành hơn.

Việc ngăn chặn một hạt giống nảy mầm vào giữa mùa thu hoặc giữa mùa hè (nếu làm như vậy vào thời điểm này thì cơ hội sống sót là rất thấp) đòi hỏi một cơ chế sinh lý phức tạp.

Trong lịch sử, hormone này được coi là đóng một vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự nảy mầm trong những thời kỳ bất lợi cho sự tăng trưởng và phát triển. Người ta nhận thấy rằng nồng độ axit abscisic có thể tăng lên đến 100 lần trong quá trình trưởng thành của hạt.

Hàm lượng cao hormone thực vật này ức chế quá trình nảy mầm và do đó, gây ra sự hình thành của một nhóm protein giúp chống lại tình trạng thiếu nước khắc nghiệt.

Hạt nảy mầm: loại bỏ axit abscisic

Để hạt nảy mầm và hoàn thành vòng đời của nó, axit abscisic phải được loại bỏ hoặc bất hoạt. Có một số cách để thực hiện mục đích này.

Ví dụ, ở sa mạc, axit abscisic bị loại bỏ qua các thời kỳ mưa. Các loại hạt khác cần các kích thích về ánh sáng hoặc nhiệt độ để làm bất hoạt hormone.

Sự kiện nảy mầm được thúc đẩy bởi sự cân bằng nội tiết tố giữa axit abscisic và giberillin (một loại hormone thực vật khác được biết đến rộng rãi). Theo chất nào chiếm ưu thế trong rau thì sự nảy mầm có xảy ra hay không.

Sự kiện hấp hối

Ngày nay, có bằng chứng ủng hộ ý kiến ​​cho rằng axit abscisic không tham gia vào quá trình ngủ của chồi, và thật mỉa mai, có vẻ như, cũng không có trong quá trình áp suất của lá - một quá trình mà từ đó nó có tên gọi.

Hiện tại người ta biết rằng hormone này không trực tiếp kiểm soát hiện tượng abscission. Sự hiện diện cao của axit phản ánh vai trò của nó trong việc thúc đẩy quá trình lão hóa và phản ứng với căng thẳng, những sự kiện xảy ra trước khi bị hoại tử.

Tăng trưởng còi cọc

Axit abscisic hoạt động như một chất đối kháng (có nghĩa là, nó thực hiện các chức năng ngược lại) của các hormone tăng trưởng: auxin, citicinin, giberillin và Brassinosteroid.

Thông thường, mối quan hệ đối kháng này bao gồm mối quan hệ nhiều mặt giữa axit abscisic và các hormone khác nhau. Bằng cách này, một kết quả sinh lý được sắp xếp trong cây.

Mặc dù hormone này đã được coi là một chất ức chế tăng trưởng, nhưng vẫn chưa có bằng chứng cụ thể nào có thể hỗ trợ đầy đủ cho giả thuyết này.

Các mô non được biết là có chứa một lượng đáng kể axit abscisic và các thể đột biến thiếu hormone này là người lùn: chủ yếu là do khả năng giảm tiết mồ hôi và do sản xuất quá mức ethylene.

Tim mạch

Người ta đã xác định rằng có sự biến động hàng ngày về lượng axit abscisic trong thực vật. Vì lý do này, người ta cho rằng hoocmon có thể hoạt động như một phân tử tín hiệu, cho phép cây trồng dự đoán những biến động về ánh sáng, nhiệt độ và lượng nước.

Sử dụng tiềm năng

Như chúng tôi đã đề cập, con đường tổng hợp của axit abscisic có liên quan nhiều đến stress hydric.

Vì lý do này, tuyến đường này và toàn bộ mạch liên quan đến điều hòa biểu hiện gen và các enzym tham gia vào các phản ứng này, tạo thành mục tiêu tiềm năng để tạo ra, thông qua kỹ thuật di truyền, các biến thể dung nạp thành công nồng độ muối cao và các giai đoạn thiếu nước.

Người giới thiệu

1. Campbell, NA (2001). Sinh học: Các khái niệm và mối quan hệ. Giáo dục Pearson.
2. Finkelstein, R. (2013). Phản ứng và phản ứng tổng hợp axit abscisic. Sách Arabidopsis / Hiệp hội các nhà sinh học thực vật Hoa Kỳ, 11.
3. Gómez Cadenas, A. (2006). Phytohormones, sự trao đổi chất và phương thức hoạt động, Aurelio Gómez Cadenas, Pilar García Agustín biên tập viên. Khoa học.
4. Himmelbach, A. (1998). Báo hiệu axit abscisic để điều chỉnh sự phát triển của cây. Các giao dịch triết học của Hiệp hội Hoàng gia London B: Khoa học Sinh học, 353 (1374), 1439-1444.
5. Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). Sinh tổng hợp và dị hóa axit abscisic. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
6. Raven, PHE, Ray, F., & Eichhorn, SE Plant Biology. Biên tập Reverté.