Presentacin de PowerPoint

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FITOHORMONAS
Coordinación hormonal del crecimiento en
diferentes partes de una planta
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El mecanismo de acción de una hormona se define
como la reacción primaria capaz de iniciar una
serie de eventos moleculares que conducen a un
efecto fisiológico medible .
Esto implica que la célula esté programada para
responder a las señales hormonales (primeros
mensajeros) mediante mecanismos específicos. Los
mismos en general constan de 3 fases.

• Percepción de la señal por la célula

2. Generación y transmisión de la señal
(transducción)

• Activación de un cambio bioquímico (respuesta)

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Esto constituye la cadena de percepción y
transducción de la señal que requiere el
reconocimiento del primer mensajero por un
receptor y el uso de una serie de moléculas
(segundos mensajeros o proteínas efectoras) que
transmitan la señal que active la respuesta. Esta
cadena es la vía que usan las plantas en
respuesta a estímulos externos e internos.
Las propiedades de la cadena de transducción son
rapidez, sensibilidad y especificidad
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Cómo actúan las fitohormonas? Se proponen dos
mecanismos
1. La hormona atraviesa la membrana celular de la
célula diana y alcanza el citoplasma. Allí se
une a una molécula adecuada (receptor) y forma un
complejo hormona-receptor. A partir de aquí, el
complejo puede disociarse o puede entrar en el
núcleo como tal y afectar a la síntesis de los
ARNm. Este efecto sobre la transducción es lo que
produce la respuesta fisiológica.
2. La hormona se une a un receptor de membrana en
la célula diana. La unión hormona-receptor
produce en este último un cambio conformacional
que conduce a una cascada interna de reacciones
citoplásmicas que pueden producir efectos muy
variados nuevas actividades enzimáticas,
modificación de procesos metabólicos, inducción
de síntesis de ARNm, etc
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Auxinas
Efecto de la luz
Coleóptilo vaina que rodea el meristema apical y
primordios foliares en el embrión de las gramíneas
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(No Transcript)
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Transporte polar
Bioensayo cuantificación
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Biosíntesis del AIA
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Estructura de algunas auxinas naturales. ..
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Ejemplos de algunas auxinas sintéticas.
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• Zonas de Biosíntesis de Auxinas
• Ápices de los coleóptilos de gramíneas
• Meristemas apicales de los tallos
• Embriones
• Tallos y hojas jóvenes
• Cambium
• Semillas en desarrollo
• Ias raíces contienen auxinas pero no las
  sintetizan

Las auxinas pueden estar libres o bien
almacenadas en forma conjugada con aminoácidos o
glucosa
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Las auxinas estimulan la elongación celular
Hipótesis del crecimiento ácido
Concentración óptima en tallo 10-5M
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Dominancia apical
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Esquema hipotético del transporte polar de las
auxinas
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Las auxinas y la diferenciación celular
Las auxinas influyen en la diferencaición del
tejido vascular durante el alargamiento del
tallo. Si a un callo se le injerta una yema se
induce la formación de tejido vascular en el
mismo. Igualmente si se lo cultiva en un medio
que contenga auxinas aunque en este caso es
nescesario el agregado de sacarosa
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Las auxinas promueven el crecimiento del cambium
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En las plantas leñosas las auxinas promueven el
crecimiento del cambium y por ende favorecen la
formación de xilema y floema secundarios. Aunque
además se necesitan otras sustancias
controladoras del crecimiento. El AIA y el Acido
Giberélico estimulan la actividad cambial cuando
ambos se aplican a varias plantas leñosas. Sin
embargo el AIA en ausencia de AG estimula sólo el
desarrollo del xilema y el AG solo estimula el
desarrollo de floema
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Las auxinas estimulan la formación de raíces en
esquejes
El extremo de los tallos se sumerge durante 5
segundos en soluciones conteniendo 50 de etanol
y 0.01 (A) y 0.5 (B) de ácido naftalénacético,
NAA (una auxina sintética).
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En cantidades pequeñísimas las auxinas estimulan
el crecimiento de raíces. En mayores cantidades
inhiben el crecimiento de raíces primarias pero
pueden promover la formación de raíces
secundarias y raíces adventicias. Comercialmente
se utilizan par estimular la formación de raíces
en esquejes
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Las auxinas estimulan el desarrollo de las raíces
adventicias
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Las auxinas y el desarrollo del fruto
La auxina producida por el embrión que se está
formando promueve la maduración de las paredes
del ovario y el desarrollo de los frutos (A)
Fresa normal. (B) Fresa en la que se han extraído
todos los frutos (aquenios). (C) Fresa a la que
se han extraído una tira horizontal de aquenios.
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Las auxinas promueven el crecimiento del
fruto Normalmente si la flor no es polinizada el
fruto no desarrolla. Pero tratando el gineceo de
una flor con auxinas pueden obtenerse frutos
partenocárpicos es decir sen haber sido
fecundados los óvulos ej. Tomates sin semillas
Aparentemente las semillas en desarrollo son
fuente de auxinas . En frutillas en las que se
extirpan las semillas durante el desarrollo del
fruto (aquenios) éste deja de crecer por completo
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Efecto de la gravedad. Células centrales de la
caliptra. (A) En su orientación vertical normal.
(B) Después de que la raíz se haya colocado
horizontalmente. Los cuerpos globulares oscuros
que contienen almidón son los amiloplastos
(estatolitos).
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Auxinas y el gravitropismo
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Cómo actúan las auxinas?
Las auxinas incrementan la plasticidad de la
pared celular. Cuando la pared celular se
ablanda, la célula se dilata debido a la presión
del agua dentro de su vacuola (presión de
turgencia). A medida que se reduce la presión del
agua, por dilatarse la célula, ésta toma más agua
y de este modo continúaa agrandándose hasta que
la pared opone resistencia.
Estudios realizados en células caulinares
demostraron que el AIA incrementaba la
biosíntesis de celulasa, enzima que digiere la
celulosa. Los tejidos vegetales tratados con AIA
tienen de 12 a 14 veces más celulasa que los no
tratados, en condiciones idénticas. Así, es
presumible que, por lo menos, algunos de los
efectos producidos en la pared celular por la
auxina provengan de la producción de nuevo RNA
mensajero codificador de la celulasa, la cual
rompe las trabas que impiden el crecimiento de la
pared celular
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Proteínas que intervienen en el crecimiento
celular
Posibles etapas en la acción de la auxina
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Posibles etapas en la acción de la auxina. (1)
El AIA se enlaza a un receptor de membrana
específico (señalado en la membrana plasmática)
(2) el complejo AIA-receptor interactúa con otros
ligandos, iniciando una cadena de eventos
bioquímicos (3) las bombas de protones de la
membrana se activan, acidificando la pared
celular y causando su debilitamiento (4) se
estimulan la síntesis y secreción de los
componentes de la pared celular (5) proteínas
reguladoras migran desde el citosol al núcleo
(6) estas proteínas se enlazan a sus sitios
reguladores en genes específicos, estimulando la
transcripción (7) la traducción de los ARNm
regulados por auxina conducen a proteínas que
intervienen en el crecimiento celular
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Experimentos detectan respuestas de crecimiento
en tejido de coleóptilo dentro de los 10 minutos
posteriores a la aplicación de la auxina. Este
efecto es demasiado rápido para que haya
producción de nuevo ARN mensajero, responsable de
la síntesis de la celulasa. Por lo tanto la
producción de celulasa no sería el modo de acción
primario de la auxina sobre la pared celular. Uno
de los efectos primarios del tratamiento con
auxina implica cambios en el metabolismo celular
que producen un rápido bombeo de protones a
través de la membrana celular
La acidificación de la pared celular conduce, por
un mecanismo desconocido, a la hidrólisis de los
puentes que unen las distintas moléculas dentro
de la pared y, consecuentemente, a la elongación
celular forzada por la presión de turgencia. Se
conoce como hipótesis del crecimiento ácido. Se
comprobó que soluciones ácidas (pH 5.0-5.5)
causan una elongación similar a la producida por
el tratamiento con auxinas.
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• Muchos investigadores afirman ahora que las
  auxinas tienen dos efectos diferentes sobre la
  elongación celular
• un efecto a corto tiempo, rápido, causado por la
  hipótesis ácida y
• un segundo efecto, continuado, debido a la
  regulación de la expresión génica.
• Se ha demostrado que la auxina produce la
  expresión de varios genes específicos, todos
  presumiblemente implicados en el crecimiento
  celular. Se sabe que la etapa afectada por las
  auxinas es la transcripción. Este efecto de las
  auxinas sobre la expresión génica parece ser
  similar al de algunas hormonas en los animales

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Citocininas
Miller y Skoog descubrieron la kinetina, una
citocinina artificial.
Consiguieron preparar por tratamiento térmico de
ADN un compuesto, el 6-furfurilamino purina, que
promovía la división celular y que llamaron
kinetina . En plantas se obtuvo la zeatina
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El término citoquinina se usa para designar
sustancias naturales y sintéticas que estimulan
la división celular en presencia de auxinas. No
se han aislado aún los genes responsables de su
biosíntesis No se pudieron aislar mutantes con
defectos en su biosíntesis Posiblemente las
mutaciones tengan carácter letal para la planta
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Efectos fisiológicos producidos por las
citocininas

• Estimulan la división celular
• Estimulan la morfogénesis (iniciación de
  tallos/formación de yemas) en cultivo de tejidos.
• Estimulan el desarrollo de las yemas laterales.
  Contrarrestan la dominancia apical.
• Retrasan la senescencia foliar al estimular la
  movilización de nutrientes y la síntesis de
  clorofila.
• Promueven la conversión de etioplastos en
  cloroplastos vía estimulación de la síntesis de
  clorofila.
• Estimulan de la pérdida de agua por
  transpiración.
• Eliminación de la dormición que presentan las
  yemas y semillas de algunas especies.

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Se aislaron citocininas de muchas especies
diferentes de plantas. Se encuentran en órganos
cuyos tejidos se están dividiendo de forma activa
(semillas, frutos, y raíces). Las citocininas
regulan el ciclo celular y la relación
auxina/citocinina regula la morfogénesis en
cultivos de tejidos
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• Modos de acción de las citocininas
• Regulan la síntesis proteica.
• Afectan las etapas post-transcripcionales en
  algunas especies.
• Su presencia en los ARNt implica que pueden
  regular síntesis proteica

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El etileno
(H2CCH2)
Su efecto se conoce desde la antiguedad
Con el tiempo se observó que al mezclar en un
mismo contenedor naranjas con bananas éstas
últimas maduraban prematuramente. En 1934 se
identificó al etileno químicamente como un
producto natural del metabolismo de las plantas,
y debido a sus efectos sobre el desarrollo de las
mismas se lo clasificó como una fitohormona.  Y
en 1935 se propuso al etileno como la hormona
vegetal  responsable de la maduración de los
frutos. 
Aunque el etileno es un gas en condiciones
normales de presión y temperatura, se disuelve en
cierto grado en el citoplasma de las célula. Se
considera como una hormona vegetal debido a que
es un producto natural del metabolismo y a que
interacciona con otras fitohormonas en cantidades
de trazas.
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Biosíntesis de Etileno
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Efectos Fisiológicos

• Estimula la maduración de los frutos

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(No Transcript)
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• Promueve la abscisión (caída) de hojas, flores y
  frutos. En las hojas, el etileno probablemente
  activa celulasas y poligalacturonasas que causan
  la disolución de la pared celular asociada con la
  abscisión

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El ácido abscísico (ABA)
Su descubrimiento surge de la búsqueda de
hormonas controladoras del crecimiento con acción
inhibitoria
Efectos fisiológicos

• Estimula el cierre de los estomas
• Induce y mantiene latencia
• Induce senescencia en hojas
• Inhibe crecimiento de tallos y no de raíces
• En semillas induce síntesis de proteínas de
  almacenamiento

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Biosíntesis
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Modelo para la acción de ABA en las células
oclusivas de los estomas
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El ABA puede tener enorme importancia en el
futuro de la agricultura particularmente en zonas
desérticas. El ABA causa el cierre de los estomas
previniendo la pérdida de agua por transpiración
disminuyendo los requerimientos hídricos. La
tolerancia de algunas plantas a condiciones de
estrés hídrico (sequía) está relacionada a su
capacidad de producir ABA.
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Las giberelinas
Se observó por primera vez en la elongación
anormal del tallo en las plántulas de arroz
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Efectos fisiológicos

• Inducen el alargamiento de entrenudos estimulando
  la división y la elongación celular
• Eliminan dormición de yemas y semillas
• Estimulan partenocarpia
• Estimulan producción de alfa amilasa en la
  germinación de granos de cereales
• Sustituyen necesidades de frío y de días largos
  para producir la floración
• Retrasan maduración de frutos

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Acción del ácido giberélico (GA3) en semillas de
cebada.