Co to jest biosynteza etylenu?

Etylen jest związkiem węgla i wodoru o wzorze chemicznym C ₂ H ₄ .Jest to bezbarwny gaz o słodkim zapachu, który jest wytwarzany na ogromną skalę przez przemysł petrochemiczny do stosowania głównie w produkcji tworzyw sztucznych.Etylen jest również wytwarzany przez rośliny i działa jako hormon, który na wiele sposobów wpływa na kluczowe procesy roślin.To niezwykłe, że taka mała cząsteczka jest aktywna jako hormon.Biosynteza etylenu w roślinach ma miejsce w odpowiedzi na różne naprężenia, w tym atak szkodników i chorób, suszę i uszkodzenie tkanki.

Wpływ etylenu na rośliny jest wiele i różnorodne.Jego najbardziej znanym efektem jest przyspieszenie dojrzewania niektórych rodzajów owoców, na przykład jabłek, bananów i pomidorów, ale nie owoców cytrusowych.Od przynajmniej starożytnych Egipcjan wiadomo, że niektóre owoce mogłyby dojrzewać szybciej przez siniaki;Często konieczne jest tylko zasinięcie lub przecięcie jednego owocu w celu przyspieszenia dojrzewania dużej liczby przechowywanej w tym samym pojemniku.Etylen nie został zidentyfikowany jako przyczyna tej odpowiedzi do 1901 r., A dopiero pod koniec XX wieku ujawniono szczegóły procesu biosyntezy etylenu w tkance roślinnej.

Etylen hamuje produkcję kwiatów w większości roślin, ale promuje kiełkowanie nasion imoże wpływać na rozwój sadzonek w interesujący sposób, znany jako „potrójna odpowiedź”.Sadzonki uprawiane w ciemnych warunkach i narażone na etylen wykazują charakterystyczne pogrubienie i skrócenie łodygi oraz zwiększoną krzywiznę wierzchołkowego haka i mdash;Struktura, która chroni rosnące centrum na końcu łodygi.Etylen sprzyja również zniszczeniu chlorofilu, produkcji pigmentów zwanych antocyjanami i mdash;Powiązane z jesiennymi kolorami mdash;oraz starzenie się i zrzucanie liści.Ponieważ związek jest gazem i mdash;Jak większość hormonów i mdash;jest skuteczny przy bardzo niskich stężeniach, może łatwo rozpraszać się przez tkankę roślinną, a zatem produkcja tego związku przez jedną roślinę może wpływać na inne w pobliżu.Etylen ze źródeł przemysłowych i silników samochodowych może również wpływać na rośliny.

Punktem wyjścia do biosyntezy etylenu w roślinach jest metionina, niezbędny aminokwas wytwarzany w chloroplastach.Reaguje to z trifosforanem adenozyny (ATP) w celu wytworzenia S-adenozylo-L-metioniny (SAM), znanej również jako s-adomet, katalizowany przez enzym zwany syntetazą SAM.Kolejna reakcja przekształca SAM na kwas 1-amino-cyklopropan-1-karboksylowy (ACC), katalizowany przez syntazę ACC enzymu.Wreszcie, ACC reaguje z tlenem w celu wytwarzania etylenu, cyjanoru i dwutlenku węgla, katalizowanego przez enzym oksydazę ACC.Cyjan wodoru jest przekształcany w nieszkodliwy związek przez inny enzym, więc biosynteza etylenu nie uwalnia żadnych toksycznych chemikaliów.

Syntaza Acc jest wytwarzana przez rośliny w odpowiedzi na stres, powodując więcej ACC, a tym samym więcej etylenu.Stres może przybierać formę ataku szkodników owadów lub chorób roślin lub może to wynikać z czynników środowiskowych, takich jak susza, zimno lub powódź.Szkodliwe chemikalia mogą również powodować stres, co prowadzi do produkcji etylenu.

Auxina hormonu roślinnego, jeśli występuje w dużych ilościach, stymuluje produkcję etylenu.Herbicydy auksynowe, takie jak kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy (2,4-D), naśladują działanie tego hormonu, powodując wytwarzanie etylenu u wielu roślin.Chociaż dokładny sposób działania tych herbicydów nie jest jasny, wydaje się, że nadmierna produkcja etylenu może odgrywać rolę w śmierci roślin u wrażliwych gatunków.

Cel biosyntezy etylenu w roślinach jest od 2011 r., Obszar aktywnych badań badawczych.Biorąc pod uwagę szeroki zakres efektów tego hormonu, prawdopodobne jest, że ma on wiele ról.W przypadku sadzonek wydaje się, że jest on wytwarzany w odpowiedzi na opór z gleby na rozwijające się sadzonki i wyzwolenie odpowiedzi wzrostuP Chroń centrum rozwijające się.Istnieją również dowody na to, że może odgrywać rolę w oporności na choroby;Badania eksperymentalne sugerują, że rośliny pozbawione odpowiedzi etylenu są bardziej podatne na niektóre choroby.