Trabalho de Fisiologia Vegetal

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO – UEMA 
CENTRO DE ESTUDOS SUPERIORES DE IMPERATRIZ – CESI 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E BIOLOGIA – DQB 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRONÔMICA – BACHARELADO 
 
 
ELTON FERREIRA LIMA 
MICKAELLE ALVES DE SOUSA LIMA 
THÁCILA LUANA LIMA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CITOCININAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imperatriz – MA 
2015 
ELTON FERREIRA LIMA 
MICKAELLE ALVES DE SOUSA LIMA 
THÁCILA LUANA LIMA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CITOCININAS 
 
 
Trabalho apresentado a disciplina de Fisiologia 
Vegetal do curso de Engenharia Agronômica da 
UEMA, como requisito básico para obtenção parcial 
da terceira nota, sob a orientação da Prof.ª Dr. 
Tiago Massi Ferraz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imperatriz – MA 
2015
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As citocininas foram descobertas durante pesquisas dos fatores que 
estimulam as células vegetais a se dividirem (sofrerem citocinese). Desde sua 
descoberta, as citocininas têm apresentado muitos outros efeitos nos processos 
fisiológicos de desenvolvimento, incluindo a senescência foliar, a mobilização de 
nutrientes, a dominância apical, a formação e a atividade dos meristemas apicais, o 
desenvolvimento floral, a germinação de sementes e a quebra da dormência de 
gemas. As citocininas parecem também mediar muitos aspectos do desenvolvimento 
regulado pela luz, incluindo a diferenciação dos cloroplastos, o desenvolvimento do 
metabolismo autotrófico e a expansão de folhas e cotilédones (Taiz, L. & Zeiger, E., 
2004). 
Desde os primórdios do século XX já era perceptível que a atividade mitótica 
nos meristemas era regulada por fatores endógenos. Diante de tal observação foi que 
os pesquisadores da época passaram a estudar cada vez mais o motivo que causava 
essa regulação e somente em 1913, foi que Haberlandt observou que o tecido 
vascular de várias plantas estimulava a divisão celular em tubérculos de batata. Nos 
anos posteriores se seguiram com esses estudos e em 1940 Overback detectou 
atividade mitótica (citocinese) em explantes tratados com endosperma de coco 
imaturo. 
As citocininas foram descobertas na década de 1950 quando o grupo de F. 
Skoog (EUA) identificou a cinetina como um composto derivado da degradação de 
DNA que, quando adicionado à cultura de tecidos de tabaco, induzia uma maior 
proliferação celular. Posteriormente a trans-zeatina (tZ), isolada de endosperma 
imaturo de grãos de milho, foi identificada como a principal citocinina natural. Ela 
ocorre não apenas em milho, mas em todas as plantas superiores. 
Mediante a esse panorama histórico, este trabalho tem por objetivo descrever 
o que são as citocininas, bem como identificar suas características, propriedades, 
seus limites de atuação e as suas contribuições para a compreensão sobre seus 
efeitos, como também para o entendimento de outros fenômenos ocorrentes na 
natureza. De uma forma geral, serão expostos juntamente com tais finalidades 
citadas, os principais pesquisadores, que contribuíram direta e indiretamente para a 
descoberta de tal hormônio vegetal. 
 
4 
 
2 HISTÓRICO SOBRE CITOCININAS 
 
HABERLANDT (1913) – Descobriu que um composto presente nos tecidos 
vasculares de várias espécies vegetais estimulava a divisão celular (induzia a 
formação de felogênio e a cicatrização de “feridas” em tubérculos de batata); 
van OVERBEEK (década de 1940) – Observou que o endosperma líquido de 
coco é rico em substâncias que promovem a divisão celular; 
SKOOG & col. (início da década de 1950) – Verificaram e confirmaram os 
resultados de Haberlandt: células de medula de fumo cresciam mais rapidamente 
quando se colocava tecido vascular sobre a medula; 
STEWART (década de 1950) – Confirmou os resultados de van Overbeek, ou 
seja, a água de coco continha várias “cinetinas”; 
MILLER & col. (1954) – Usando meio de cultura básico (sacarose, íons 
inorgânicos, vitaminas e aminoácidos) acrescido de diferentes substâncias, 
observaram que 
DNA envelhecido na presença de AIA apresentava a melhor resposta na 
indução da divisão celular. Concluiram que um produto da degradação do DNA 
deveria ser o fator de divisão celular; MILLER & SKOOG (1957) – Deram o nome de 
cinetina à substância responsável pela indução da citocinese, que foi identificada por 
eles como sendo a 6-furfurilaminopurina (1ª citocinina sintética). 
 
Figura 1: A CINETINA, 6-furfurilaminopurina (1ª citocinina sintética), foi descoberta como um produto 
da quebra do DNA envelhecido (autoclavagem). 
 
 
 
Fonte: UFRA, 2008. 
 
5 
 
Na década de 1960 estas substâncias foram denominadas de citocininas. 
LETHAM (1973) – Isolou de sementes jovens de milho a zeatina (1ª citocinina 
natural) e seu ribonucleosídio e demonstrou em 1974 que a zeatina era também 
encontrada em endosperma de coco. 
 
2.1 A cinetina foi descoberta como um produto da quebra de DNA 
 
A História da descoberta das citocininas teve sua origem durante a década de 
1950, quando a equipe do Dr. Folke Skoog, da Universidade de Winsconsin (Estados 
Unidos), estava à procura de uma substância que fosse responsável pela divisão 
celular em vegetais, utilizando nessa abordagem, como modelo experimental, o cultivo 
da medula de tabaco in vitro. Nessa época, já se conhecia o ácido indolil – 3 – acético 
(AIA), uma auxina isolada em 1934. A equipe já sabia, por exemplo, que, quando o 
AIA era utilizado em meios nutritivos juntamente com constituintes complexos, como 
extrato de levedura e água de coco, ocorria uma intensa proliferação das células da 
medula, o que levou a admitir a existência, nessas substâncias, de algo também 
essencial à divisão celular. Essa substância foi finalmente isolada por Carlos Miller em 
1955, um colaborador de Folke Skoog, e denominada cinetina (Miller et al, 1955 apud 
Kerbauy,G. & Peres, L. 2004). 
A cinetina era formada a partir das bases nitrogenadas presentes no esperma 
de arenque (uma espécie de peixe marinho), sendo liberada à medida que este 
envelhecia, processo esse que podia ser acelerado quando o material era submetido 
à autoclave. O grupo do Dr. Skoog constatou que a medula do tabaco, quando 
submetido apenas a 2 mg/L de AIA, apresentava, fundamentalmente, expansão das 
células e um pequeno aumento de peso. Todavia suas células mostravam-se 
incapazes de entrar em divisão celular, a não ser que a cinetina fosse adicionada ao 
meio de cultura. Embora a adição de 100 μg/L de cinetina promovesse apenas um 
pequeno aumento de peso em relação ao controle, era o suficiente para aumentar 
cerca de 30 vezes o número de células. A denominação de cinetina decorreu do fato 
de essa substância atuar sobre o processo de citocinese. Em seguida Skoog et al. 
propuseram o termo citocinina para compostos com atividade biológica igual à 
cinetina, ou seja, aqueles capazes de promover a citocinese em células vegetais 
(Skoog et al., 1965 apud Kerbauy,G. & Peres, L., 2004). 
 
6 
 
2.2 A zeatina foi a primeira citocinina natural descoberta 
 
É interessante notar que, embora a descoberta e a conceituação de citocinina 
tenha ocorrido a partir de uma substância artificial descoberta na década de 1950, a 
primeira citocinina natural em plantas só foi isolada 20 anos mais tarde, por David 
Letham, em extrato de milho verde (Zea mays), denominando-a de zeatina na qual a 
cadeia lateral apresenta uma ligação dupla e ela pode ocorrer na configuração cis ou 
trans (Letham, 1973 apud Kerbauy, G. & Peres, L., 2004), como mostra a figura 2. 
 
Figura 2: Estrutura cis e trans da Zeatina 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger,E. 2009). 
 
A zeatina é, na verdade, um composto conhecido como trans – 6 – (4 – hidróxi – 3 – 
metilbut – 2 – enilamino) purina, sendo portanto, derivado de uma base púrica 
(adenina), como também é o caso da cinetina (6 – furfurilaminopurina. 
Desde a sua descoberta em endospermas imaturos de milho, a zeatina tem sido 
encontrada em muitas plantas e em algumas bactérias. Ela é a citocinina 
predominante nos vegetais superiores, no entanto outros representantes de 
aminopurina com atividade de citocinina tem sido isolados em muitas espécies 
vegetais e de bactérias. 
 
 
 
7 
 
2.3 Alguns compostos sintéticos podem imitar ou antagonizar a ação da 
citocinina 
 
As citocininas são definidas como compostos que possuem atividades biológicas 
semelhantes àquelas da trans-zeatina. Estas atividades incluem: 
 A indução da divisão celular em calos na presença de uma auxina; 
 Promoção da formação de gemas ou raízes a partir de calos em cultura, quando 
em razões molares adequadas para auxina; 
 Retardo da senescência foliar; 
 Promoção da expansão dos cotilédones de dicotiledôneas. 
Muitos compostos químicos com a atividade de citocinina tem sido 
sintetizados e testados, e no processo de determinação das necessidades estruturais 
para a atividade das citocininas, os pesquisadores encontraram algumas moléculas 
que agem como antagonistas das citocininas, como mostra a figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
Figura 3: compostos sintéticos que podem imitar ou antagonizar a ação da citocinina. 
 
CITOCININAS SINTÉTICAS DE NATUREZA PURÍNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
CITOCININAS SINTÉTICAS DERIVADAS DO DIFENILURÉIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANTAGONISTA DA CITOCININA 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger, E. 2009). 
 
 
 
 
 
 
9 
 
2.4 Algumas bactérias e fungos fitopatogênicos, insetos e nematódeos 
secretam citocininas livres: 
 
Algumas bactérias e fungos estão intimamente associados às plantas 
superiores. Muitos desses microrganismos produzem e secretam quantidades 
substanciais de citocininas e/ou induzem as células vegetais a sintetizarem hormônios 
vegetais, incluindo as citocininas (Akiyoshi et al., 1987). transzeatina, iP, cis-zeatina e 
seus ribosídeos, bem como derivados de 2- metiltio de zeatina. 
 Bactérias formam a galha da coroa (Agrobacterium tumefaciens) e a vassoura-
de-bruxa (Corynebacterium fascians); 
 Fungos formam as micorrizas arbusculares; 
 Certos insetos induzem a formação de galha e a utilizam como local de 
alimentação; 
 Nematódeos de nódulos de raízes produzem células gigantes das quais obtêm 
seu alimento. 
 
O aumento de citocinina, produzida pela interação com bactérias, fungos, 
vírus ou insetos, pode causar um aumento na proliferação do meristema apical da 
parte aérea e/ou o crescimento das gemas laterais. Essa proliferação, conhecida 
como fasciação, se manifesta como um fenômeno chamado vassoura-de-bruxa. 
Figura 4. 
 
Figura 4: Vassoura de bruxa em Abeto (Abies sp.). 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger, E. 2009). 
 
10 
 
3 DIVISÃO CELULAR E O DESENVOLVIMENTO VEGETAL 
 
As células vegetais formam-se a partir de divisões celulares do meristema 
primário ou do secundário. As células vegetais recém formadas expandem-se e se 
diferenciam, mas, uma vez assumida a sua função – transporte, fotossíntese, 
sustentação, armazenamento ou proteção – em geral, não se dividem novamente 
durante a sua vida. Nesse aspecto, elas parecem ser semelhantes às células animais, 
que são consideradas terminalmente diferenciadas. 
Contudo, essa semelhança com o comportamento de células animais é 
apenas superficial. Pois quase todos os tipos de células vegetais que conservam o 
núcleo na maturidade apresentam a capacidade de se dividirem. Essa propriedade 
entra em funcionamento durante certos processos, como a cicatrização de lesões e a 
abscisão foliar. 
 
3.1 As células vegetais diferenciadas podem retomar a divisão 
 
Sob certas circunstâncias, células vegetais maduras e diferenciadas podem 
retomar a divisão celular na planta intacta: Em muitas espécies, células maduras do 
córtex e/ou do floema retomam a divisão para formar meristemas secundários, como 
o câmbio vascular ou felogênio. 
A zona de abscisão na base do pecíolo é a região da folha onde as células 
maduras do parênquima podem se dividir novamente após um período de inativação 
mitótica, formando uma camada de células com paredes relativamente frágeis, nas 
quais pode ocorrer a abscisão. 
A lesão de tecidos vegetais induz divisões celulares no local lesionado. A 
atividade mitótica induzida por lesão é normalmente auto limitante; após poucas 
divisões, as células derivadas param de se dividir e se rediferenciam. 
Entretanto, quando a bactéria do solo Agrobacterium tumefaciens invade uma 
lesão, ela pode causar neoplasia (formação de tumor), doença conhecida como galha 
da coroa. 
Agrobacterium tumefaciens altera as características das células que se 
dividem em resposta à lesão, tornando-as semelhantes a um tumor. Elas não param 
de se dividir; pelo contrário, continuam sua divisão ao longo da vida do vegetal, 
11 
 
produzindo uma massa desorganizada semelhante a um tecido tumoral denominada 
galha. 
 
3.2 Fatores difusíveis controlam a divisão celular 
 
As células vegetais maduras param de se dividir porque não recebem mais 
um determinado sinal, possivelmente hormônio, o qual é necessário para o início da 
divisão celular. 
A ideia de que a divisão celular pode ser iniciada por um fator difusível foi 
proposta pelo fisiologista vegetal austríaco G. Haberlandt, em 1913. 
Ele demonstrou que o tecido vascular possui uma substância ou substâncias 
hidrossolúveis que estimulam a divisão celular em tecidos lesionados de tubérculo de 
batata. 
O esforço para a determinação da natureza desse fator (ou fatores) levou à 
descoberta das citocininas na década de 1950. 
 
3.3 Os tecidos e os órgãos vegetais podem ser cultivados 
 
A possibilidade de crescerem células, tecidos e órgãos em um simples meio 
de cultura com nutrientes vem há muito despertando o interesse de biólogos. 
Na década de 1930, Philip White demonstrou que raízes de tomateiro 
poderiam crescer indefinidamente em um simples meio nutritivo, contendo apenas 
sacarose, sais minerais e algumas vitaminas, sem adição de hormônios. 
Ao contrário das raízes, os tecidos caulinares isolados exibem muito pouco 
crescimento em meio de cultura sem a adição de hormônios. 
As partes aéreas da maioria dos vegetais não podem crescer em um meio 
simples sem hormônios, até que se formem raízes adventícias, mesmo se os tecidos 
caulinares cultivados contiverem os meristemas apical ou lateral. 
Essas observações indicam que existe uma diferença entre a regulação da 
divisão celular nos meristemas da raiz e da parte aérea. 
Sugerem também que algum(ns) fator(es) derivado(s) da raiz pode(m) regular 
o crescimento da parte aérea. 
 
 
12 
 
4 BIOSSÍNTESE, METABOLISMO E TRANSPORTE DAS CITOCININAS 
 
As cadeias laterais das moléculas naturais de citocininas são quimicamente 
relacionadas à borracha, aos carotenoides, aos hormônios giberelina e ácido 
abscísico e a alguns compostos de defesa vegetal conhecidos como fitoalexinas. 
Todos são constituídos, pelo menos em parte, por unidades de isopreno. 
A história da descoberta das citocininas está ligada intimamente ao próprio 
estabelecimento da técnica da cultura de células, tecidos e órgãos vegetais in vitro. 
Curiosamente, o primeiro sucesso no cultivo de umórgão vegetal isolado in vitro foi 
obtido com raiz (White, 1934 apud Kerbauy, G. & Peres, L., 2004), mesmo antes da 
descoberta da primeira citocinina cerca de duas décadas e meia mais tarde. Sabe-se, 
atualmente, que uma das possíveis causas do sucesso na manutenção dessas raízes 
isoladas e vivas no meio de cultura teria sido o fato de serem elas os principais centros 
produtores de citocininas nas plantas. Outras evidências de que esses órgãos 
funcionariam como um importante sítio de síntese de citocininas vieram da 
constatação de que a senescência das folhas isoladas poderia ser retardada tanto 
pela aplicação de cinetina quanto pela formação de raízes nos pecíolos. Contudo é 
necessário considerar que outros tecidos meristemáticos, como os ápices caulinares, 
também podem produzir citocininas, conforme evidenciado em plantas que, 
praticamente, não possuem raízes, como no caso de Tillandsia recurvata, uma 
bromélia epífita (Peres et al., 1997 apud Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
O estudo da biossíntese de Cks enfrenta consideráveis limitações, 
principalmente pelo fato de o nível endógeno destas, nos tecidos vegetais, ser 
extremamente baixo, fazendo com que as dosagens desses compostos sejam um 
tanto trabalhosas. Também o papel central dos precursores de citocininas 
(nucleotídeos e isopentenilpirofosfato) no metabolismo celular tem-se mostrado um 
problema para o estudo da biossíntese dessa classe hormonal. 
Assim, em estudos utilizando precursores marcados radioativamente, a 
principal porção dos substratos radioativos supridos é incorporada em metabólitos 
comuns de purina, sendo apenas uma pequena fração incorporada propriamente em 
citocininas. Além disso, como as Cks possuem numerosas atividades complexas 
essenciais para o crescimento e desenvolvimento da planta, uma abordagem genética 
(baseada na obtenção de mutantes) é difícil de alcançar. Desse modo, mutantes 
defectivos para a síntese de citocininas (auxotróficos) podem ser letais; por outro lado, 
13 
 
pode existir mais de uma via biossintética para citocininas, envolvendo por isso mais 
de um gene com funções semelhantes, o que, de alguma forma, acaba garantindo a 
produção desse hormônio mesmo quando um desses genes é inativado por mutação 
(Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
 
4.1 As células da galha da coroa recebem um gene para a síntese de citocinina 
 
Os tecidos da galha da coroa livres da bactéria proliferam no meio de cultura 
sem adição de hormônios. Os tecidos da galha da coroa contem níveis substanciais 
de auxina e citocininas livres. 
Durante a infecção pela Agrobacterium tumefaciens, as células do vegetal 
incorporam o DNA bacteriano em seus cromossomos. As cepas virulentas de 
Agrobacterium possuem um grande plasmídeo, conhecido como plasmídeo Ti. 
 
4.2 O IPT catalisa a primeira etapa da biossíntese da citocinina 
 
Até 2001, o modelo corrente para a biossíntese de Cks previa a adição da 
cadeia lateral, representada pelo isopentenilpirofosfato (Δ2 – iPP), à posição N6 da 
adenosina monofosfato (AMP), reação essa catalisada pela enzima isopentenil 
transferase (IPT), produzindo a citocinina ribotídeo N6 Δ2 - isopenteniladenosina 
monofosfato [9R-5'P]iP (Figura 5). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
Figura 5: Biossíntese de Citocininas em plantas (verde) e Agrobacterium (lilás). Perceber a atuação da 
enzima IPT (isopenteniltransferase). 
 
 
 
Fonte: Kerbauy ( 2004). 
 
Os primeiros genes codificadores da enzima IPT foram isolados inicialmente 
em bactérias, e não em plantas. O gene ipt ou tmr presente no T-DNA de 
Agrobacterium tumefaciens produz [9R-5' P] iP pela reação. As citocininas zeatina e 
zeatina ribosídeo seriam formadas subseqüentemente, a partir de [9R-5' P] iP, por 
uma reação denominada trans-hidroxilação (Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
Uma outra alternativa para biossíntese de citocininas em plantas seria o RNA 
transportador (tRNA). A terminação 3' do anticódon do tRNA possui Cks, o que levou, 
inclusive, à hipótese de que essas Cks estariam envolvidas no controle da biossíntese 
de proteínas. No entanto, a maior parte das Cks biologicamente ativas não ocorre no 
tRNA. No tRNA predomina a forma cis-Z, e não trans-Z. A liberação de cis-Z a partir 
de tRNA, e posterior conversão para trans-Z, pode ser uma via indireta de produção 
15 
 
de Cks, mas não a principal, pois tecidos auxotróficos para Cks possuem, obviamente, 
tRNA (Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
Desde o isolamento e sequenciamento do gene ipt de Agrobacterium, várias 
tentativas foram feitas no sentido de encontrar eventuais sequências de DNA de 
plantas que possuíssem homologia com esse gene. As tentativas frustradas levaram 
à consideração até de que as citocininas presentes nos tecidos vegetais seriam 
produzidas por microrganismos simbiontes das plantas, e não pelas próprias plantas. 
Propôs-se, até mesmo, que a autotrofia para citocininas, também conhecida como 
autonomia ou habituação, que às vezes ocorre em calos cultivados in vitro, pode ser 
devida a contaminações imperceptíveis. Essas contaminações seriam causadas por 
certas bactérias, como as "metilotróficas facultativas de coloração rosada", as quais 
não são passíveis de remoção durante a desinfestação dos tecidos para cultura in 
vitro (Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
Contrariando, todavia, a provocativa teoria supracitada, a finalização do 
sequenciamento do genoma de Arabidopsis thaliana (At) possibilitou a identificação 
de nove homólogos do gene ipt de Agrobacterium, designados AtIPT1 a AtIPT9. 
Análises filogenéticas indicaram que AtIPT2 e AtIPT9 codificam possível enzimas IPT 
envolvidas na síntese das citocininas presentes em tRNAs, enquanto os outros sete 
AtIPTs são mais homólogos ao gene bacteriano ipt / tmr. A expressão de sete desses 
genes em Escherichia coli resultou na secreção de iP e Z, confirmando o envolvimento 
deles na biossíntese de Cks (Takei et al., 2001 apud Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
Além disso, a superexpressão do gene AtIPT4 em calos de tabaco, induzida por meio 
da fusão desse gene com um promotor bastante forte (35S) isolado a partir do vírus 
do mosaico da couve-flor (CaMV), resultou na regeneração de gemas caulinares 
mesmo na ausência de Cks rio meio de cultura, o mesmo não ocorrendo quando se 
utilizou o gene AtIPT2 para as transformações genéticas (Kakimoto, 2001 apud 
Kerbauy, G. & Peres, L., 2004). 
Surpreendentemente, de modo diferente da enzima IPT de bactéria, a enzima 
AtIPT4 utilizou ATP e ADP preferencialmente ao AMP como substrato (Kakimoto, 
2001 apud Kerbauy, G. & Peres,L., 2004).Os produtos dessas reações parecem ser 
isopenteniladenosina-5'-trifosfato e isopenteniladenosina-5'-difosfato (Figura 3), 
podendo ser, subseqüentemente, convertidos a zeatina (Kerbauy, G. & Peres, L., 
2004). 
16 
 
A descoberta da participação de mais de um gene na reação de biossíntese 
de Cks em plantas explica a dificuldade verificada até então em isolar mutantes 
defectivos para essa reação. Desse modo, a inativação de um dos genes AtIPT seria 
compensada pelo funcionamento dos demais. O único mutante conhecido para a 
biossíntese de Cks era o amp 1 (altered meristem program) de Arabidopsis thaliana. 
Contudo, ao contrário do que se poderia esperar, plantas mutantes portadoras desse 
gene defectivo possuem níveis elevados de citocininas. O isolamento do gene 
defectivo amp 1 mostrou que seu alelo funcionai (AMP1) codifica uma 
carboxipeptidase do glutamato similar às enzimas envolvidas na clivagem e ativação 
de pequenos peptídeos sinalizadores, como o ENOD40, a sistemina e o CLAVATA3. 
Esse resultado sugere que uma das funções do peptídeoativado pela enzima 
codificada por amp 1 seria inibir a biossíntese de Cks, o que explicaria como a perda 
de função do gene mutante amp 1 leva a um acúmulo de Cks (Kerbauy, G. & Peres, 
L., 2004). 
 
4.3 Transporte de citocininas 
 
Atualmente se sabe, que as citocininas ocorrem como moléculas livres nas 
plantas e podem também ser encontradas em RNAs (t-RNAs) transportadores do 
citoplasma e cloroplasto. Em todas as plantas, as raízes parecem ser os principais 
locais de biossíntese natural de citocinina, mas a produção também pode ocorrer em 
outros tecidos em divisão celular ativa, tais como o câmbio do caule, frutos em 
desenvolvimento dentre outras partes da planta. O ápice da raiz é o local mais 
importante de síntese. A concentração de citocinina nos tecidos varia entre 0,01 a 
1μM. 
As citocininas produzidas nas raízes das plantas são normalmente 
transportadas através do xilema e floema para outras regiões, como conjugados 
nucleotídeos. 
 
4.4 Um sinal da parte área regula o transporte das zeatina ribosídios a partir das 
raízes 
 
As citocininas no exsudado do xilema estão principalmente na forma de 
zeatina ribosídeos. Uma vez atingido as formas, alguns desses nucleosideos são 
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convertidos a forma base ou a glicosídeos (Noodén e Letham, 1993). As citocininas 
glicosídeos podem se acumular em grande quantidade nas diferentes partes da planta 
que estão com divisão celular ativa e podem estar presentes até mesmo em folhas 
que sofreram senescência. 
As evidências dos experimentos realizados através de um dos modos de 
propagação assexuada que foi a enxertia, realizado em mutantes sugerem que o 
transporte da zeatina ribosídeo da raiz para a parte aérea é regulado por sinais 
produzidos na parte aérea. É notório desse modo que um sinal da parte aérea pode 
regular o transporte de citocininas a partir das raízes. Embora a identidade desse sinal 
ainda não tenha sido determinada, estudos tem demonstrado que provavelmente não 
se trata de uma auxina (Beveridge, 2000). 
 
4.5 As citocininas são rapidamente metabolizadas nos tecidos vegetais 
 
Figura 6: A citocinina oxidase degrada irreversivelmente algumas citocininas. 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger, E. 2009). 
 
Muitos tecidos vegetais possuem a enzima oxidase da citocinina, a qual cliva 
a cadeia lateral da zeatina, da zeatina ribosídio, iP e de seus N-glicosídios. Entretanto, 
a di-hidrozeatina e seus conjugados, bem como citocininas aromáticas como a 
benziladenina, são resistentes à clivagem. A oxidase da citocinina inativa 
irreversivelmente as citocininas, sendo importante na regulação e na limitação dos 
efeitos da citocinina. 
 
 
18 
 
5 FUNÇÕES BIOLÓGICAS DAS CITOCININAS 
 
Embora sido descobertas como fatores da divisão celular, as citocininas 
podem estimular ou inibir uma variedade de processos fisiológicos, metabólicos, 
bioquímicos e de desenvolvimento, quando aplicadas a plantas superiores. 
Nos dias atuais é perceptível que diversas abordagens tem ajudado a 
esclarecer os papéis que as citocininas tem no crescimento e no desenvolvimento 
vegetal. Nesta senda, vale mencionar que as citocininas não atuam apenas como um 
composto que promove a proliferação celular, pois estas afetam muitos outros 
processos como por exemplo: desenvolvimento vascular, dominância apical e 
senescência foliar. 
 
5.1 A razão auxina: citocininas regula a morfogênese de tecidos em culturas 
 
Logo após a descoberta da cinetina, foi observado que a diferenciação de 
calos, obtidos a partir de segmentos de medula de tabaco, em raízes ou em partes 
aéreas, depende da razão de auxina:citocinina no meio de cultivo. Enquanto uma alta 
razão estimula a formação de raízes, uma baixa razão leva a formação de parte aérea. 
Em níveis intermediários, o tecido cresce como um calo indiferenciado. 
O efeito da razão auxina:citocinina na morfogênese também pode ser 
observado nos tumores da galha da coroa obtida pela mutação do T-DNA do plasmídio 
Ti da Agrobacterium. A mutação do gene ipt do plasmídio Ti bloqueia a biossíntese de 
zeatina nas células infectadas. A alta razão auxina:citocinina resultante nas células do 
tumor causa a proliferação de raízes em vez de calos indiferenciados. Por outro lado, 
a mutação em qualquer um dos genes para a biossíntese da auxina promove uma 
diminuição da razão auxina:citocinina, estimulando a proliferação da parte aérea. 
 
5.2 As citocininas modificam a dominância apical e promovem o crescimento de 
genes laterais 
 
Um dos principais determinantes da forma vegetal é o grau de dominância 
apical. 
O padrão de formação dos ramos é normalmente determinado pela luz, 
nutrientes e genótipo. 
19 
 
Fisiologicamente, a formação de ramos é regulada por uma complexa 
interação de hormônio, incluindo auxina, citonina e um sinal recentemente identificado 
(estrigolactona, novo hormônio) proveniente da raiz. 
Embora a dominância apical possa ser determinada pela auxina, transportada 
de forma polar, estudos indicam que as citocininas desempenham um papel no 
crescimento inicial das gemas laterais. 
Por exemplo, aplicações diretas de citocininas em gemas axilares de muitas 
espécies estimulam a divisão celular e o brotamento dessas gemas. 
Os mutantes que superexpressam citocinina podem ser densamente 
ramificados. 
Foi descoberto que a auxina inibe um subconjunto de genes IPT na região 
nodal de caules de ervilha, bem como elevam a expressão da oxidase da citocinina, 
a qual degrada citoninas. 
Evidências recentes sugerem que um novo hormônio (estrigolactona) 
derivado das raízes age, assim como a auxina proveniente do meristema apical, como 
um repressor do crescimento da gema axilar. 
Assim, a dormência das gemas axilares pode ser regulada pela ação dupla, a 
longa distância, de sinais negativos provenientes tanto da parte aérea quanto do 
meristema do ápice da raiz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
Figura 7: interação da auxina e da citocinina na regulação do brotamento de gemas. Em uma planta 
onde o ápice da parte aérea está intacto (esquerda), a auxina (AIA) produzida no ápice inibe os níveis 
de citocinina na gema apicalatravés da inibição da expressão da citocinina oxidase (CKX), impedindo 
o crescimento da gema. A remoção do ápice da parte aérea (figura central) elimina o fluxo de auxina, 
resultando na elevação da expressão do IPT e na diminuição da expressão de CKX. Isto faz com que 
os níveis das citocininas nas gemas apicais sejam aumentados, promovendo o seu crescimento. Após 
as gemas terem crescido por um período (direita), elas iniciam a síntese e a exportação de sua própria 
auxina. O IPT é novamente inibido e o CKX é aumentado, resultando novamente na diminuição dos 
níveis de citocininas. 
* N. de R. T.; os genes IPT são ativados e os genes CKX (citocinina oxidase) são desativados. A 
citocinina se move para a gema adjacente. 
 
 
 
Fonte: (adaptado de Shimizu-Sato et al. 2008). 
 
5.3 Citocininas e a senescência foliar 
 
Em muitas espécies de plantas, as folhas tornam-se amarelas logo que elas 
são removidas da planta. Este amarelecimento, que é devido à perda de clorofila, 
pode ser retardado por citocininas. Por exemplo, quando folhas excisadas de 
Xanthium strumarium são colocadas em água pura, tornam se amarelas em torno de 
dez dias. Com cinetina (10 mg/L) presente na água, a cor verde e aparência fresca 
das folhas são mantidas. Se uma folha excisada é pulverizada parcialmente com uma 
solução contendo cinetina, as partes pulverizadas permanecerão verdes, enquanto o 
21 
 
resto da folha se tornará amarelo. Ademais, se uma folha é pulverizada com citocininacontendo aminoácidos radiativamente marcados, pode-se mostrar que aminoácidos 
de outras partes da folha migram para a área tratada com citocinina. 
Uma interpretação da senescência foliar é de que as citocininas são limitantes 
em folhas destacadas. Esta interpretação conduz a uma importante questão ainda não 
respondida, a respeito de sítios de produção de citocininas dentro das plantas. Pois 
na contemporaneidade, é notório que as citocininas são mais abundantes nas 
sementes, frutos, folhas e pontas de raízes, dividindo-se ativamente. Isto não 
evidencia, entretanto, que as citocininas sejam sintetizadas nestes órgãos, pois é 
possível que as citocininas sejam transportadas a partir de outros sítios, com base em 
várias evidencias, as pontas das raízes estão provavelmente envolvidas na síntese 
de citocininas. Na esteira desse raciocínio, ainda cabe mencionar que na atualidade 
é amplamente aceito que as citocininas sintetizadas nas pontas das raízes são 
transportadas através do xilema para as outras partes da planta. 
 
5.4 As citocininas promovem a mobilização de nutrientes (aumenta a força do 
dreno) 
 
Figura 8: Efeito da citocinina no movimento de aminoácidos em plântulas de pepino. Utilizou-se um 
aminoácido aminoisobutirico, aplicado em um pequeno ponto no cotilédone de cada uma das plântulas. 
A cor preta indica a distribuição da radiotividade. 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger, E. 2009). 
 
A condição nutricional da planta regula os níveis de citocinina, e, por sua vez, 
a razão relativa entre citocinina e auxina, determinam a taxa de crescimento relativo 
22 
 
de raízes e partes aéreas: Altas concentrações de citocinina promovem o crescimento 
da parte aérea, e, de modo oposto, níveis altos de auxina promovem o crescimento 
da raiz. 
Em baixos níveis nutricionais, os teores de citocinina são também reduzidos, 
resultando em um aumento no crescimento da raiz, permitindo que a planta adquira 
de forma mais eficiente os nutrientes presentes no solo. 
Em comparação, solos com ótimas condições nutricionais promovem o 
aumento nos níveis de citocinina, favorecendo o crescimento da parte aérea e, assim, 
maximizando a capacidade fotossintética. 
 
5.5 As citocininas promovem a expansão celular em folhas e cotilédones 
(rabanete) 
 
Figura 9: Efeito da citocinina na expansão de cotilédones de rabanete. O experimento descrito aqui 
mostra que os efeitos da luz e da citocinina são aditivos. T0 representa as plântulas de rabanete antes 
de iniciar o experimento. Os cotilédones excisados foram incubados por teês dias (T3) no escuro ou na 
luz, com ou sem 2,5 m de zeatina. Em ambas as condições de luz e escuro, os cotilédones tratados 
com zeatina expandiram mais do que no controle (de Huff e Ross, 1975). 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger, E. 2009). 
 
Um mediador-chave de muitas respostas a luz é o fitocromo fotorreceptor de 
luz vermelha. Foi descoberto que o regulador de resposta ARR4 tipo A estabiliza a 
forma ativa Pfr de um fitocromo, PhyB, pela redução da taxa de reversão. Assim, o 
ARR4 age como um regulador positivo da função do PhyB. 
Outro ponto de convergência entre a sinalização da luz e citocinina ocorre via 
a proteína HY5 (fator de transcrição). A HY5 é um regulador positivo da 
23 
 
fotomorfogênese, agindo a jusante de múltiplas famílias de fotorreceptores, incluindo 
fitocromos e criptocromos. A citocinina aumenta a abundância da proteína HY5 pelo 
aumento de sua estabilidade. 
 
5.6 Os processos regulados por citocininas são demonstrados em plantas que 
superproduzem esses hormônios 
 
Induzindo um atraso na senescência foliar pela superprodução de citocinina, 
seria possível estender a produtividade fotossintética de plantas. 
 
Figura 10: A senescência foliar é repartida em plantas transgênicas de alface apresentando o gene ipt 
para a biossíntese de citocinina no período de senescência. Plantas-controle (cinco superiores) não 
transgênicas; plantas SAG12;;IPT (cinco inferiores) utilizam um “gene promotor associado à 
senescência” (SAG12), para dirigir a expressão do ipt no inicio da senescência (de McCabe et al., 
2001). 
 
 
 
Fonte: (Taiz, L. e Zeiger, E. 2009). 
 
 
 
 
 
 
24 
 
6 EFEITOS DE CITOCININAS NA MICRO PROPAGAÇÃO DE MENTHA X 
GRACILIS SOLE 
 
6.1 Metodologia 
 
O trabalho foi conduzido no Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais da 
Universidade de Cruz Alta (UNICRUZ). Para a obtenção dos explantes foram 
utilizadas plantas jovens de Mentha x gracilis Sole, com trinta dias de idade e 
cultivadas em casa de vegetação. Segmentos caulinares jovens foram desinfestados 
conforme metodologia proposta por Flores et al. (2006). Após o procedimento de 
desinfestação, segmentos nodais (1 cm) de 
Mentha x gracilis Sole foram inoculados e cultivados em tubos de ensaio (25 
x 150 mm), contendo 10 mL do meio nutritivo MS (Murashige & Skoog, 1962), 
acrescido de 30 g.L-1 de sacarose, 100 mg.L-1 de mio-inositol e suplementado com 
concentrações (0,5; 1,0 e 2,0 LM) de 6-benzilaminopurina (BAP), cinetina (KIN) e 
thidiazuron (TDZ). O pH foi ajustado para 
5,8 e antes da adição de 7 g.L-1 de ágar. Os explantes foram mantidos em 
sala de crescimento com temperatura de 25±2 °C, fotoperíodo de 16 horas de luz e 
intensidade luminosa de aproximadamente 40 Lmol m-2 s-1. O delineamento 
experimental foi o inteiramente casualizado com cinco repetições, sendo cada 
repetição formada por cinco plantas. Os dados foram submetidos à análise de 
variância e analisados pelo teste de Tukey em nível de 1% de probabilidade de erro. 
 
6.2 Resultados e Discussão 
 
Observou-se o desenvolvimento de brotações axilares em todos os 
tratamentos testados. Após 30 dias de cultivo in vitro, as plantas cultivadas em meio 
contendo 2 μM de 
TDZ apresentaram um maior número de brotações (14,1), segmentos nodais 
e apicais (19,12) e folhas (31,84) em relação aos demais tratamentos com KIN e BAP 
(Tabela 1). O efeito do 
TDZ na proliferação de brotos de Mentha x gracilis está de acordo com os 
resultados obtidos por Poovaiah et al (2006). De fato, segundo Barrueto Cid (2000), o 
TDZ é um citocinina muito eficiente para a proliferação e diferenciação de gemas 
25 
 
axilares em várias espécies. Por outro lado, os melhores resultados em relação ao 
alongamento dos brotos foram registrados em meio suplementado com 1 e 2 LM de 
KIN. As plantas apresentaram uma maior percentagem de enraizamento e um maior 
número de raízes quando cultivadas em meio isento de citocininas ou na presença de 
0,5-1,0 LM de KIN (Tabela 1). Resultados semelhantes aos encontrados no presente 
estudo foram registrados por Oltramari et al. (2000) na micropropagação de Acca 
sellowiana (Berg) Burret. 
Os resultados obtidos mostraram que o desenvolvimento da parte aérea foi 
favorecido na presença 2 LM de TDZ, contudo esta concentração reduziu o 
alongamento e o enraizamento das plantas. Estes resultados sugerem a necessidade 
de meios de cultivo distintos para as fases de multiplicação e 
alongamento/enraizamento das plantas in vitro. 
 
Fonte: adaptado de IX Salão de Iniciação Científica PUCRS 
 
26 
 
7 CONCLUSÃO 
 
Diante do exposto, pode-se observar que a descoberta das citocininas foi fruto 
de várias observações e experimentos gerados no desenvolvimento da teoria 
associada a cada um dos hormônios vegetais. A Fisiologia vegetal chegou a muitas 
conclusões relacionadas a divisão celular, crescimento, dentre outros fatores voltados 
para as plantas graças a esses hormônios. 
Desse modo, torna se evidente que desde os primórdios o homem buscou 
conhecer e identificar todos os fenômenos voltados para as plantas, descobrindoem 
1950 as citocininas que são as principais substâncias responsáveis pela divisão 
celular, diante disso é perceptível que as mesmas são semelhantes a todos os demais 
hormônios vegetais no que diz respeito a regulação do crescimento dos vegetais, e 
fazem parte da fenologia de todas as plantas, tendo maior importância no processo 
de germinação e divisão celular para formar todas as diferentes partes das plantas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
REFERÊNCIAS 
 
CITOCININAS. Disponível em: http://www.passeidireto.com. Acesso em: 18 Nov. 
2015. 
 
 
CITOCININAS: REGULADORES DA DIVISÃO CELULAR. Disponível em: 
http://www.passeidireto.com. Acesso em: 18 Nov. 
 
 
DORNELAS, M.C. Fisiologia Vegetal Básica – Desenvolvimento. Disponível em: 
http://www.passeidireto.com. Acesso em: 18 Nov. 2015. 
 
 
EFEITO DE CITOCININAS NA MICROPROPAGAÇÃO DE MENTHA X GRACILIS 
SOLE. Disponível em: http://www.pucrs.com. Acesso em: 18 Nov. 2015. 
 
 
Histologia e Embriologia – 1ª Edição, Volume 1, 2001 – Editora Moderna/ SP. 
 
 
HORMÔNIOS VEGETAIS. Disponível em: http://www.passeidireto.com. Acesso em: 
18 Nov. 2015. 
 
 
KERBAUY, G.B. 2004. Fisiologia vegetal. Editora Guanabara Koogan, Rio de 
Janeiro. 
 
 
PROPAGAÇÃO DE PLANTAS IN VITRO: teoria à prática. Disponível em: 
http://www.carnivoras.com. Acesso em: 21 Nov. 2015. 
 
 
RAVEN, P.H; EVERT, R.F; EICHHORN, S.E. Biologia Vegetal. 7ª edição. Rio de 
Janeiro. Guanabara, 2010. 
 
 
TAIZ, L. & ZEIGER, E. – Fisiologia Vegetal – 3ª edição; 2004 – Editora Artmed, 
Porto Alegre/RS. 
 
 
UNIDADE XVII – CITOCININAS: REGULADORES DA DIVISÃO CELULAR. 
Disponível em: http://www.fisiologiavegetal.ufc. Acesso em: 21 Nov. 2015. 
 
 
UNIDADE IX – HORMÔNIOS E REGULADORES DE CRESCIMENTO. Disponível 
em: http://www.passeidireto.com. Acesso em: 18 Nov. 2015.