GIBBERELLIC ASIT: ÖZELLIKLERI, SENTEZI, FONKSIYONLARI - KIMYA - 2025

Giberelik asit , endojen tüm vasküler bitkiler (yukarıda) bir bitki hormonudur. Sebzelerin tüm organlarının büyümesini ve gelişmesini düzenlemekten sorumludur.

"Gibberellins" olarak bilinen bitki hormonları grubuna ait olan giberellik asit. Bitki hormonu (büyümeyi teşvik eden madde) olarak sınıflandırılan ikinci kimyasal bileşikti ve birlikte giberellinler, bitki fizyolojisi alanında en çok çalışılan fitohormonlardan biridir.

Gibberellic asit kimyasal yapısı (Kaynak: Minutemen tarafından BKchem 0.12 kullanılarak Wikimedia Commons aracılığıyla oluşturulmuştur)

Gibberellinler (veya gibberellik asitler) ilk olarak 1926'da Japon bilim adamı Eiichi Kurosawa tarafından Gibberella fujikuroi mantarından izole edildi. G. fujikuroi, pirinç bitkilerinde aşırı sap uzamasına neden olan "aptal bitki" hastalığından sorumlu olan patojendir.

Bununla birlikte, 1950'lerin başlarına kadar gibberellik asidin kimyasal yapısı aydınlatılamadı. Kısa bir süre sonra, bitki organizmalarının endojen ürünleri olduklarını belirten benzer yapıya sahip birçok bileşik tespit edildi.

Gibberellic asit, bitkilerin metabolizması üzerinde çok sayıda etkiye sahiptir; bunun bir örneği, sapların uzaması, çiçeklenmenin gelişimi ve tohumlarda besin asimilasyon yanıtlarının aktivasyonudur.

Şu anda 136'dan fazla "gibberellin benzeri" bileşik, bitkilerde endojen, eksojen mikroorganizmalardan türetilmiş veya bir laboratuvarda sentetik olarak üretilmiş olmak üzere sınıflandırılmıştır.

karakteristikleri

Hemen hemen tüm ders kitaplarında, gibberellik asit veya gibberellin, GA, A3 veya Gas harfleriyle kısaltılmıştır ve "gibberellik asit" ve "gibberellin" terimleri genellikle ayrım yapılmadan kullanılmaktadır.

Giberellik asit, GA1 formunda, C19H22O6 moleküler formülüne sahiptir ve bitki krallığının tüm organizmalarında evrensel olarak dağılmıştır. Hormonun bu formu tüm bitkilerde aktiftir ve büyümenin düzenlenmesine katılır.

Kimyasal olarak gibberellik asitler, 19 ila 20 karbon atomundan oluşan bir omurgaya sahiptir. Bir tetrasiklik diterpen asit ailesinden oluşan bileşiklerdir ve bu bileşiğin merkezi yapısını oluşturan halka ent -giberelandır.

Gibberellic asit, bitkinin birçok farklı yerinde sentezlenir. Ancak tohumların embriyosunda ve meristematik dokularda diğer organlara göre çok daha fazla miktarda üretildikleri tespit edilmiştir.

Gibberellinler olarak sınıflandırılan bileşiklerin 100'den fazlası, kendi başına fitohormon olarak etkiye sahip değildir, ancak aktif bileşiklerin biyosentetik öncüleridir. Diğerleri ise, bazı hücresel metabolik yollarla inaktive edilen ikincil metabolitlerdir.

Hormonal olarak aktif gibberellik asitlerin ortak bir özelliği, karbon 6'daki bir karboksil grubuna ve 4 ve 10 numaralı karbon atomları arasında bir γ-laktona ek olarak 3β pozisyonundaki karbon atomlarında bir hidroksil grubunun varlığıdır.

sentez

Gibberellic asit sentez yolu, bitkilerdeki diğer terpenoid bileşiklerinin senteziyle birçok adımı paylaşır ve adımların hayvanlarda terpenoid üretim yolu ile paylaşıldığı bile bulunmuştur.

Bitki hücreleri, gibberellin biyosentezini başlatmak için iki farklı metabolik yola sahiptir: mevalonat yolu (sitozolde) ve metileritritol fosfat yolu (plastidlerde).

Her iki yolun ilk adımlarında, giberellin diterpenlerin üretimi için bir öncü iskelet görevi gören geranilgeranil pirofosfat sentezlenir.

Gibberellin oluşumuna en çok katkıda bulunan yol, metileritritol fosfat yolu aracılığıyla plastidlerde meydana gelir. Mevalonatın sitosolik yolunun katkısı, plastidlerinki kadar önemli değildir.

Geranilgeranil pirofosfat ne olacak?

Geranilgeranil pirofosfattan gibberellik asit sentezinde üç farklı tipte enzim katılır: terpen sentazlar (siklazlar), sitokrom P450 monooksijenazlar ve 2-oksoglutarata bağımlı dioksijenazlar.

Sitokrom P450 monooksijenazlar, sentez işlemi sırasında en önemlileri arasındadır.

Enzimler ent-kopalil difosfat sentaz ve ent-kauren sentaz, metileritritol fosfatın ent-kaurene dönüşümünü katalize eder. Son olarak, plastitlerdeki sitokrom P450 monooksijenaz ent-kaureni oksitleyerek onu gibberelline dönüştürür.

Daha yüksek bitkilerde gibberellin sentezinin metabolik yolu oldukça korunur, ancak bu bileşiklerin müteakip metabolizması, farklı türler arasında ve hatta aynı bitkinin dokuları arasında büyük ölçüde değişir.

Özellikleri

Gibberellic asit, bitkilerde, özellikle büyümeyle ilgili yönlerde birçok fizyolojik süreçte rol oynar.

Gibberellik asidi kodlayan genlerin "silinmiş" olduğu genetik mutantların tasarımına dayanan bazı genetik mühendisliği deneyleri, bu fitohormonun yokluğunun normal bitkilerin yarısı kadar cüce bitkilerle sonuçlandığını belirlemeyi mümkün kılmıştır.

Arpa bitkilerinde gibberellik asit yokluğunun etkisi (Kaynak: CSIRO, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Benzer şekilde, aynı nitelikteki deneyler, gibberellik asit için mutantların vejetatif ve üreme gelişiminde (çiçek gelişimi) gecikmeler gösterdiğini göstermektedir. Dahası, nedeni kesin olarak belirlenmemiş olmasına rağmen, mutant bitkilerin dokularında daha düşük miktarda toplam mesajcı RNA gözlemlenmiştir.

Gibberellinler, aynı zamanda, gibberellinlerin eksojen uygulaması ve fotoperiyodların indüksiyonu ile gösterilen, sapların uzamasının fotoperiyodik kontrolüne de katılırlar.

Gibberellin, tohumlarda bulunan rezerv maddelerin mobilizasyonu ve bozunmasının aktivasyonu ile ilgili olduğundan, kaynakçada en sık bahsedilen işlevlerden biri, birçok bitki türünün tohumlarının çimlenmesini teşvik etmeye katılımıdır. .

Gibberellic asit, hücre döngüsünün kısaltılması, uzatılabilirliği, esnekliği ve mikrotübüllerin bitki hücrelerinin hücre duvarına yerleştirilmesi gibi diğer işlevlerde de rol oynar.

Endüstrideki uygulamalar

Gibberellinler, endüstride, özellikle agronomi açısından geniş çapta sömürülmektedir.

Dışsal uygulaması, ticari açıdan farklı mahsullerden daha iyi verim elde etmek için yaygın bir uygulamadır. Özellikle çok miktarda yapraklı bitkiler için faydalıdır ve besin emilimi ve asimilasyonunun iyileştirilmesine katkıda bulunduğu bilinmektedir.

Referanslar

1. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM ve Murphy, A. (2015). Bitki fizyolojisi ve gelişimi.
2. Pessaraklı, M. (2014). Bitki ve ürün fizyolojisi el kitabı. CRC Basın.
3. Azcón-Bieto, J. ve Talón, M. (2000). Bitki fizyolojisinin temelleri (No. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
4. Buchanan, BB, Gruissem, W. ve Jones, RL (Eds.). (2015). Bitkilerin biyokimyası ve moleküler biyolojisi. John Wiley & Sons.
5. Lemon, J., Clarke, G. ve Wallace, A. (2017). Gibberellic asit uygulaması yulaf üretimini artırmak için faydalı bir araç mı? »Daha Azıyla Daha Çok Şey Yapmak», 18. Avustralya Tarımcılık Konferansı 2017 Bildirileri, Ballarat, Victoria, Avustralya, 24-28 Eylül 2017 (s. 1-4). Avustralya Agronomi Şirketi Derneği
6. BRIAN, PW (1958). Gibberellic acid: Büyüme ve çiçeklenmeyi kontrol eden yeni bir bitki hormonu. Kraliyet Sanat Derneği Dergisi, 106 (5022), 425-441.