1

Bitkiler, Uyaranlar, Hormonlar

•Fitomorfogenez

•Fototropizmalar

•Gravitropizma

•Tigmotropizma ve Thigmonasti.

•Turgor Hareketleri

•Dormansi

•Ekstrem temperatürlere dayanıklılık

•Bitki hormonları

2

•Fitomorfogenez

–Işığa bağlı gelişim

–Kırmızı ve kırmızı ötesi ışık fitokromu etkiler fitomorfogenezi değiştir.

Fototropizma• Fototropizmada gövde ışığa doğru yönelir.

– Yapraklar da fototropik davranış gösterirler• Oksin bu olayda önemli rol oynar.

3

•Gravitropizma bitkilerin yerçekimine verdiği yanıttır. Oksin bu olayda birinci derecede rol oynar.

Yerçekimi hücre tarafından algılanır.

Signal oluşur.

Signal hücre içi ve hücreler arası iletilir.

Farklılaşan hücre uzaması olur.

Gövdenin alt tarafındaki hücreler üst tarafa göre daha fazla büyür (-).

Kökün alt tarafindaki hücreler üst tarafındakilere göre daha fazla büyür (+).

• Tigmotropizma: dokunulan cisim ile ilişkili olarak büyüme.– tendriller

4

Diğer tropizmalar• Elektrotropizma – elektrik akımına karşı• Kemotropizma – Kimyasallara karşı• Traumatropizma- Yaralanmaya karşı• Termotropizma – Temperatüre karşı• Aerotropizma – Oksijen’e karşı• Skototropizma – Karanlığa karşı• Geomagnetotropizma - Magnetik alana karşı

• Turgor canlı hücrelerde su difüzyonu nedeniyle oluşan basınç hareketidir. Geri dönüşebilir.

• Sirkadian ritimler endogen hareketlerdir.• Dış uyarana bağlı değildirler.

24 saatlik olabilirlerYeniden düzenlenebilirlerIsı ile ilişkilidirler

Dormansi• Büyümeyi azaltıp durgun bir evreye

girmek.– Dış faktörler önemli

• donma• kuraklık

– Dormansi çok uzun sürebilir.

Ekstrem temperatürde kurtulma

• Soğuk ve donma olaylarında doymamaış yağ asitleri, antifreeze proteinler önemlidir.– “heat shock” proteinleri yüksek

temperatürlerde iş görür.

5

Bitki Hormonları• Bitkilerde pek çok iç sinyalde bitki

hormonları görev alır.– Ufak miktarlarda sentezlenirler ve kullanım

noktasına taşınırlar • Fizyolojik olayları uyarabilir veya durdurabilirler.

– Yedi ana bitki hormonu:• oksinler, sitokininler, gibberelinler, brassinosteroidler, oligosakkarinler, etilenve absisik asid. Ayrıca salisilik asit ve jasmonat).

• Son yıllarda bitkilerde peptid hormonlar da bulunmuştur.

6

Oksin• Oksin hücre çeperini etkileyerek uzamayı

uyarır.• Went (1926) da oksinin hücre büyümesini

etkilediğini gösterdi.

Oksin

• Oksin vaskular kambium ve• vaskular dokuların aktivitesini• uyarır.

– Meyve gelişmesinde rol oynar.– Oksinin sitoplazmadan hücre çeperi

boşluklarına aktif hidrogen iyonları transportuyaptığı düşünülmektedir.

7

8

• Sentetik oksinler:

– Ziraat ve bahçecilikte yaygın kullanılırlar.• Yaprak absisyonunu engellerler• Meyve düşmesini engellerler• Çiçeklenme ve meyve oluşumunu uyarırlar• Zararlı ot kontrolunda kullanılırlar.

9

Sitokininler• Sitokininler oksinlerle birlikte hücre

bölünmesini ve farklılaşmayı uyarırlar.Çoğu kök apikal meristemlerinde sentezlenir ve bitki boyunca taşınırlar.– Lateral kök oluşumunu engellerler– Oksinler sitokinin oluşumunu uyarırlar.– Bitki patojenlerine karşı da kullanılırlar.

10

Gibberellinler• Gibberellinler ilk kez pirinçte anormal

uzamaya neden olan Gibberella fujikuroimantarından izole edilmişlerdir.– Kök ve gövdelerin apikal kısımlarında

sentezlenirler.– Gövde uzamasında etkilidirler.– Bazen tohum çımlenmesini hızlandırırlar.

11

12

13

Brassinosteroidler ve Oligosakkarinler• Brassinosteroidler

– Yaygın fizyolojik etkileri vardır.– Çevre koşuları ile etkilenirler.

• Oligosakkarinler– signal yanıtı oluştururlar– Bitki büyüme ve gelişimini düzenlerler

14

Etilen

• Etilen oksin apikal meristemden aşağıya doğru taşınırken sentezlenir.– Meyve gelişiminde önemli rol oynar.

• Toksik kimyasallar, temperature ekstrem koşulları,kuraklık, patogenler ve diğer stres koşulları etilen sentezini arttırır.

15

16

Absisik Asid

• Absisik asid olgun yeşil yapraklar ve meyvelerde oluşur.– Tohum büyümesini engeller, yaprak

senesensini arttırır.• Stoma açılıp kapanmasında önemli rol oynar.

17

Salisilatlar, Jasmonatlar

• Aspirin, patogen resistansı, çimlenme, çiçek ömrünü uzatma vb.

• Jasmonatlarda genelde patojen resistansı ile ilgilidir. Eşeyli çoğalma ve uçucu özellikleri nedeniyle komşu bitkileri etkilerler. Bitki büyümesini de düzenlerler.

18

Sinyal iletimi ve proteazomlar

19

20

Oksin hücre polaritesinin ve hücre kaderinin oluşmasında rol oynar.

• Oksin hücrede oksin responsive element (auxRe) taşıyan genler tarafından algılanır.

• Oksin response proteinleri (ARF) 22 adettir ve oksinle indüklenmeyen genler tarafından kodlanırlar.

• Oksin yanıtının alınmasında (auxRe) ve (ARF) birlikte görev yaparlar.

• AUX1 geni oksinin hücre içine alınımında rol oynar mutasyonları 2,4-D’ye direnç gösterir.

• PIN1 geni oksinin hücre dışına çıkışında rol oynar ve mutantları lateral organ kaybına neden olur.

• Diğer PIN mutantları 2,3,4,7 bitkinin düzenli büyümesi için önemlidir.

21

Hücreler arası iletişim ve polarite

Bitkilerde apikal-bazal polarite

• Bitkilerde apikal-bazal polarite hormon gradientleri ile tayin edilir.

• Bunlar aktif hücresel transport mekanizmaları ile ilgilidir.

• Bitki dokularında apikal basal polaritede seçici oksin transportu önemli rol oynar.

22

•AUX 1 mutantı (içe alış taşıyıcısı) 2,4-D’ye ve oksin değişimlerine tolerans gösterir.

Oksin PIN1 mutantı (dışa veriş taşıyıcısı) lateral organların kaybına ve iğne görünümüne yol açar.

23

PIN genleri transmembran taşıyıcı proteinlerdir.

• PIN1 67 K proteindir ve transmembran 10 bölgesi vardır. Kökün merkezinde hücrelerin basal bölgesinde yerleşir. PIN2 kökün dış kısımlarında apikal bölgelerde yerleşir. Bu genler oksinin oksinin taşınmasında rol alırlar. Yerçekimi yanıtı için de gereklidirler.

• PIN 1 oksin transporteri asimetrik yerleşim gösterin. Brefaldin A uygulaması PIN 1 lokalizasyonunu bozar.

24

• PIN genleri Arabidopsis’te çok sayıdadır. PIN 2 mutantları yerçekimine karşı yönelim göstermez.

25

Polar oksin akışı hücre kaderini ve Arabidopsis

köklerindeki organizasyonu tayin eder.

26

Hormon trafiği ve alımı bitki gelişimini etkiler

• GNOM mutasyonlarında ADP ribolizasyon GTP değişim faktörü (ARF GEF) etkilenir. Apikal basal polarite görülmez. GNOM proteini PIN1 in düzgün yerleşimi için gereklidir.

27

Mutasyonlar bitki formunu etkilerler

Oksin transportu pattern oluşumu ve bitki vasküler sisteminin gelişimi için de önemlidir. Oksin trafiği

mutantlarında vasküler sistem de bozulur.

28

Oksin trafiği hücre polaritesini tayin eder.

29

Transkripsiyon faktörleri arasındaki hücre içi trafik radial

organizasyonu kontrol eder.Shortroot (SHR) ve Scarecrow

(SCR) genleri olası transkripsiyon faktörleridir ve endodermis ve

kortekste radial pattern oluşumunu kontrol ederler.

Scarecrow (SCR) mutantları• Kökte bir hücre tabakası eksiktir.

Gövdede de kusurlar vardır ve yerçekimine yanıt vermezler.

Shortroot (SHR) mutantlarında iseEndoderma tabakası bulunmaz.

SHR geni SCR geninin transkripsiyonunu aktive eder.

30

31