Sinalização em Plantas - Hormônios

Prévia do material em texto

As plantas desenvolveram mecanismos de resposta, justamente pelo fato de serem sésseis 
As plantas podem adoecer em condições naturais, mas é mais comum em cultivo;
Os principais patógenos são os fungos e vírus. As bactérias são menos comuns em plantas, apesar de existir a possibilidade;
As plantas expressam diferentes programas endógenos, como: embriogênese, germinação e floração;
Existem programas genéticos que determinam o formato da folha, por exemplo;
Os mecanismos de sinalização celular envolvem a percepção de estímulos ambientais, integração com programas endógenos e integração com processos metabólicos.
Interação das plantas por estímulos ambientais e programas endógenos
Via de sinalização em plantas
Em plantas, o sinal se liga a um receptor que vão sinalizar para proteínas sinalizadora, em seguida vai haver uma indução de respostas pela inativação de repressores, isso porque a planta tem 
que responder metabolicamente mais rápido, uma vez que é um organismo séssil;

Os sinais moleculares são distintos, pois aparentemente as vias de sinalização evoluíram depois dos grupos serem separados; 
As proteínas são semelhantes umas às outras.
Hormônios vegetais ou fitormônios
Os hormônios são sinais moleculares que agem em células alvo;
Nas plantas, os tecidos jovens ou tecidos feridos produzem hormônios, podendo ter uma ação próxima ao local de síntese, chamada de sinalização parácrina;
Existem transporte a curta e longa distância;
Podem agir em concentrações baixas;
Sinalização em Plantas - Hormônios
quinta-feira, 8 de abril de 2021 16:45
 Página 1 de Sinalização em Plantas - Hormônios 
Recorte de tela efetuado: 08/04/2021 17:37
Auxina
Os primeiros hormônios descobertos em plantas foram as auxinas, descobertos por Charles Darwin e seu filho em experimentos com coleóptilos de gramíneas por meio de fototropismo;
As auxinas em geral são compostos indólicos, estes são ácidos carboxílicos que apresentam um anel duplo que representa o indol (ácido indol-3-acético). O IAA é responsável por todos os 
processos de desenvolvimento;

Recorte de tela efetuado: 08/04/2021 17:53
A auxina é derivada do triptofano;
É encontrada em meristemas apicais de caule, folhas e frutos jovens e ápices radiculares;
A auxina em alta concentração é tóxica. No entanto, o ácido 2,4-diclorofenoxiacético pode ser utilizado como regulador de crescimento.
As auxinas agem no 
processo de alongamento 
celular e diferenciação de 
tecido vascular

 Página 2 de Sinalização em Plantas - Hormônios 
Giberelinas (GAs)
Com o alongamento do caule do arroz, cujo não é lenhoso, a planta sofreu acamamento, que é quando há um tombamento. 
Isso não é tão favorável para a economia, pois se esse acamamento ocorre, o arroz não nasce. Diante disso, foi descoberto o 
motivo do problema, no qual era causado por um fungo fitopatogênico chamado Gibberella fujikuroi;

Isso ocorre porque esse fungo produz um composto químico chamado diterpeno tetracíclico, que é uma molécula com quatro 
anéis, com a função de alongar os entrenós;

As giberelinas são sintetizadas por isoprenóides. Metabolicamente, os IPPs sofrem fusões e passam por estágios até chegar ao 
citosol, onde vão ter reações que levam a forma ativa GA20 oxidase e GA3 oxidase, e existe um passo de inativação promovido 
por GA12 oxidase. 

As plantas não produzem 
GA3, mas sim a GA1 e GA4;

As giberelinas têm um efeito 
fundamental na germinação;

A giberelina, de maneira 
geral, age nos entrenós da 
planta

Citocininas (CKs)
Os cultivos in vitro trabalhados com explante (pedaço do tecido) são induzidos a gerar estruturas de plantas, 
utilizando a via de organogênese indireta, na qual há uma alta concentração de auxina e uma certa 
concentração de citocinina, gerando um calo. Quando utiliza uma auxina forte, as células começam a se 
dividir formando esse calo. No entanto, o meio pode ser manipulado para chegar ao resultado que se quer;

Se no sistema for utilizado o balanço for favorável à auxina, induz a raiz. Se for mais favorável à citocinina, 
induz parte aérea;

As citocininas são derivadas da adenina, sendo então as citocininas naturais são derivadas do ADP e ATP;
A trans-zeatina é a citocinina amplamente distribuída;
São produzidas no floema das raízes e primórdios radiculares.
São capazes de 
realizar a divisão 
celular 

Agem no ciclo 
celular

Etileno
É um hormônio gasoso;
É uma substância envolvida no processo de abscisão foliar;
Não tem como transportar etileno na planta, a não ser por difusão;
 Página 3 de Sinalização em Plantas - Hormônios 
Não tem como transportar etileno na planta, a não ser por difusão;
Está relacionado a situações de estresse e ferimento;
É produzido a partir da metionina;
O ácido-1-amino-cinopropânico-1-carboxilico (ACC) é um comporto que pode dar origem ao etileno através de uma enzima que pode ser 
transportado;

Ácido abscísico (ABA)
O ABA não promove abscisão, mas sim dormência;
Promove dormência e fechamento estomático se a planta estiver sobre estresse hídrico, além de ser um potente inibidor da germinação;
É um terpeno cujo a síntese se inicia no cloroplasto (plastídios) e é derivado de xantofila. Suas etapas finais são citosólicas; 
Bracinosteróide (BR)
Promovem a germinação de grãos de pólen;
Sua biossíntese é derivada do campesterol;
Estão relacionados com o alongamento do caule;
São esteroides que possuem um anel heptagonal;
Os Brassinolídeos são hormônios esteroides das plantas.
Jasmonatos (JAs)
As plantas são capazes de utilizar o ácido linolênico, a partir de uma via que começa no cloroplasto, que dá origem a um composto intermediário 
chamado oxilipina. Esse composto se assemelha aos compostos gerados pelo ácido araquidônico. No final do processo, há a formação do jasmonato;

As plantas utilizam ácidos graxos para produzir sinalizadores, que são os hormônios;
O JAs está relacionado à defesa da planta;
Quando há uma herbivoria, por exemplo, um ácido jasmônico é formado e espalhado pelo restante da planta;
O JAs aumenta de concentração em locais distantes, induzindo a síntese de inibidores de protease, causando uma ação nas proteases do aparelho 
digestivo do herbívoro;

Há uma resistência sistêmica a aferimentos. 
Ácido salicílico (SA)
 Página 4 de Sinalização em Plantas - Hormônios 
A planta quando é atacada por um fungo, o tecido entra em estado de morte celular programada, criando um local onde o fungo não consegue se 
propagar. Isso é uma resposta de hipersensibilidade;

Essa reação é induzida pelo Ácido salicílico;
O SA também pode produzir proteínas relacionadas à patogênese, que é um arsenal bioquímico de defesa. Quando a planta é atacada em uma 
região, ela se defende, evitando uma disseminação. Para evitar a disseminação sistêmica ou a doença em outros locais, o aumento de SA em outros 
pontos da planta é capaz de produzir proteínas de defesa, como por exemplo, quitinases (para fungo)

Estrigolactonas (STs)
São derivados terpenos;
As STs são substâncias capazes de promover a germinação de plantas parasitas;
As STs, no entanto, são sintetizadas nas raízes e quando liberadas são capazes de promover a colonização por fungo micorrízicos;
Inibe a ramificação das plantas;
São produzidas a partir de carotenóides (caroteno), dentro dos plastídios.
Regulação hormonal em plantas
O mecanismo de ação de auxinas, giberelinas, jasmonatos e 
estrigolactonas envolve a via ubiquitina-proteassomo
Os hormônios podem surgir por biossíntese; 
Podem ser transportados pelo organismo e isso pode manter a regulação;
Através de estímulos ambientais ou desenvolvimento programado, os hormônios podem ser sintetizados e transportados para o sítio de ação, onde um receptor 
vai obter uma resposta limiar ao término da resposta ou para a síntese de hormônios.

A ubiquitina é uma proteína pequena que serve para marcar proteínas para a degradação, sendo processada por enzimas EI EII e EIII. A ubiquitina é ativadapela enzima EI, ligada na EII que interage com a EII, que é uma ligase de ubiquitina. Isso faz com que a proteína de ligação receba uma cauda de ubiquita
para marcar uma proteína que deve ser degradada, diferenciando das que não precisam ser;

O proteassomo recebe a proteína marcada para ser degradada, e a ubiquitina é liberada;
Os mecanismos de ação das auxinas, giberelinas, jasmonatos e estrigolactonas, envolvem a via ubiquitina proteassoma. Para que o hormônio funcione, 
alguma proteína tem que ser degradada;

A transcrição está ligada ao fator de transcrição, no entanto ele não funciona porque tem uma proteína repressora (na ausência de auxina). Já na presença, 
o repressor é degradado e os genes que respondem as auxinas são expressos, ou seja, o fator de transcrição fica livre.

 Página 5 de Sinalização em Plantas - Hormônios 
O mecanismo de ação das citocinas e do etileno envolve 
sistemas de “dois componentes” 
O mecanismo de ação do ácido abscísico envolve a ação 
coordenada de fosfatases e quinases
Nos procariotos tem uma proteína de membrana que funciona como sensor que é ativada por um sinal de fosforilação (que é uma proteína solúvel), 
ativando o fator de transcrição;

O exemplo em plantas envolve a participação de etileno. Na ausência dele, o receptor do etileno está ativo, mantendo ativa uma proteína de 
resposta, que é citosólica, desencadeando uma via. O fator de transcrição é degradado, inativando os genes. Na presença, o etileno se liga no 
receptor, deixando-o inativo e inativando a proteína de resposta, o fator de transcrição dispara a resposta ao etileno.

As quinases e fosfatastes são interruptores celulares;
Com ABA ausente, o receptor está inativo, existe uma fosfatase citosólica que é capaz de manter uma quinase no estado desfosforilado. Isso impede a capacidade 
de transcrição Quando o ABA está presente se liga no receptor, cujo se liga a fosfatase, inativando-a. Com isso a quinase fica ativada, ativando os fatores de 
transcrição, que são capazes de promover os fatores de transcrição em resposta ao ABA.

 Página 6 de Sinalização em Plantas - Hormônios 
 Página 7 de Sinalização em Plantas - Hormônios