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Hormônios Vegetais São substâncias químicas endógenas que agem como mensageiros químicos, desencadeando ou inibindo fenômenos fisiológicos. Em pequenas concentrações geram grande influência nos processos fisiológicos. A ação do hormônio não depende somente de sua concentração, mas também da sensibilidade do tecido alvo (n° de receptores presentes no tecido). Um hormônio precisa se ligar a um receptor para agir: RECEPÇÃO – TRADUÇÃO DE SINAL – INDUÇÃO Auxina (AIA) Precursor: Aminoácido Triptofano Biossíntese: SINTETIZADA em locais de rápida divisão celular e crescimento. Nos meristemas (principalmente o meristema apical caulinar), folhas jovens, frutos e sementes em desenvolvimento. Formas de Controle: - Conjugação: É a principal forma de controle da auxina, e é reversível. O hormônio se liga a uma molécula de glicose e sofre inativação para ser armazenado. As plantas podem reverter as formas conjugadas em formas livres novamente. - Degradação: É uma forma de controle irreversível. O hormônio é degradado por meio de oxidação, catalisada por enzimas AIA-OXIDASES. Transporte Polar Basípeto: O transporte da auxina ocorre do ápice para a base das plantas (basípeto). O principal local onde se dá o transporte basípeto em caules e folhas é o parênquima vascular. Esse transporte não depende da gravidade. O floema também pode transportar auxina (transporte acrópeto – da base para o ápice), para que seja redistribuída nas raízes via basípeto novamente. Modelo Quimiosmótico: É o transporte de AIA célula a célula, com gasto energético, que ocorre nas células dos parênquimas vasculares. As bombas de próton localizadas na membrana plasmática previnem a acumulação de íons H+ no citoplasma celular, jogando-os para fora da membrana. Dessa forma, mantém a acidez no apoplasto, onde predomina a auxina na forma protonada (AIA-H), que penetra a membrana por difusão passiva. No citoplasma o pH é neutro, então AIA-H irá dissociar-se em AIA- e H+. O H+ é jogado para fora através das bombas de próton, e o AIA- deixa as células através de proteínas transportadoras PIN, que estão localizadas na região basal das células. A repetição da absorção da auxina na porção apical de uma célula com sua liberação na região basal, estabelecendo um continuum no vegetal, origina o efeito do transpote polar como um todo. Otavio Realce Otavio Realce Efeitos Fisiológicos: Teoria do Crescimento Ácido (alongamento celular): A auxina se liga ao seu receptor ABP1, que ativa as bombas de próton H+ ATPASES preexistentes na membrana plasmática, induzindo a formação de novas bombas e o aumento da atividade das bombas de próton. A liberação de prótons H+ acidifica a parede celular, ativando as enzimas expansinas. Essas enzimas quebram as pontes de hidrogênio entre as microfibrilas de celulose e hemicelulose, ocasionando no afrouxamento da parede celular, o que permite a entrada de água na célula, causando a pressão de turgor e gerando a expansão celular. Dominância Apical: Em geral, a auxina elaborada pelas gemas apicais inibe o desenvolvimento de gemas laterais do caule. A auxina faz do ápice caulinar um dreno para a citocinina produzida na raiz. Como a citocinina induz o crescimento das gemas laterais, o crescimento da gema apical inibe o crescimento dessas gemas auxiliares. A retirada da gema apical caulinar permite que as laterais saiam do estado de dormência e deem origem a ramos, flores e frutos. Formação de raízes: A auxina INDUZ a formação de raiz principal (rizogênese), raízes laterais e adventícias. Desenvolvimento de frutos e formação de frutos partenocárpicos: O crescimento do fruto depende da auxina produzida pela semente em desenvolvimento. Em frutos sem sementes a inoculação de AIA sintética promove o desenvolvimento do fruto. Abscisão Foliar: A auxina é antagonista do etileno. Na zona de abscisão foliar ela diminui a sensibilidade das células ao etileno, atrasando a quebra da folha. Gravitropismo: Crescimento vegetal em resposta a gravidade. Em raízes na orientação horizontal os amiloplastos são influenciados pela gravidade, o que induz a passagem da auxina para este lado de influência. Como a raiz é muito sensível à auxina, o lado da raiz com maior concentração de AIA tem o crescimento inibido, e o de menor concentração se desenvolve, como resultado a raiz curva-se para baixo. Fototropismo: Alteração de padrões de crescimento vegetal em resposta a direção da radiação incidente. A luz unidirecional ativa o fotorreceptor fototropina, que desencadeia um sinal, deslocando a auxina para a região sombreada do caule. O lado sombreado fica com maior concentração de AIA e cresce. O crescimento mais avançado do lado sombreado tomba a planta em direção ao lado com luz. Balanço auxina/citocinina: É o crescimento integrado entre caules e raízes promovido pelos mecanismos de produção, transporte e efeito da citocinina e auxina. As Cit produzidas nos ápices radiculares e transportadas pelo xilema induzem a formação de ramos. Os novos ramos são fontes de AIA que, por sua vez, estimulam a produção de novas raízes. Auxina > citocinina (crescimento da raiz). Auxina < citocinina (formação de brotos na parte aérea). Auxina = citocinina (formação de calos). Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Nota Ler mais sobre Abscisão, sobre o antagonismo da auxina com o etileno. Palavra chave é zona de abscisão foliar Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Sensibilidade a Auxina 2,4 D: É a auxina sintética, que em altas concentrações age como um herbicida. As monocotiledôneas (milho) são menos sensíveis a auxina e tem maior eficiência na sua conjugação do que as dicotiledôneas (pepino), que por não fazerem a conjugação, se intoxicam. O crescimento induzido por auxina segue uma curva em forma de sino: doses baixas estimulam o crescimento, e doses altas o inibem. Formação de Gancho Apical: Facilita a passagem da plântula através do solo até a emergência, protegendo o meristema apical de ferimentos. Citocinina (Cit) Precursor: Adenina Biossíntese: É produzida principalmente nas raízes, estimulando o crescimento da parte aérea e a formação de brotos (fasciação). Transporte: Via xilema. Controle: Conjugação (inativação), Hidrólise e Degradação (oxidação). Efeitos Fisiológicos: Divisão Celular: A citocinina atua em etapas específicas do ciclo celular, regulando a ativação de proteínas Ciclinas, que controlam a divisão das células. Diferenciação Celular: Sobretudo no processo de formação de gemas caulinares. Fotomorfogênese: A Citocinina mantém o fitocromo na sua forma ativa. Ela impede a reversão da forma ativa (Fitocromo Vermelho Extremo – FVE) para a forma inativa (FV). Estabelecimento de drenos: A formação de gemas exige que haja um aporte de nutrientes, pois novos brotos funcionam como drenos. As Cks atuam de modo direto em duas proteínas (invertase e transportador de hexose) que são necessárias para o descarregamento apoplástico no floema. A enzima INVERTASE tem a função de quebrar SACAROSE em FRUTOSE + GLICOSE, o que diminui o potencial químico da sacarose na região do descarregamento, favorecendo a chegada contínua desse nutriente. É o TRANSPORTADOR DE HEXOSE que leva esses açucares para dentro da célula. Retardo da senescência foliar: A citocinina esta ligada a biossíntese de cloroplastos, causando retardamento da senescência foliar. Balanço auxina/citocinina: As Cit produzidas nos ápices radiculares e transportadas pelo xilema induzem a formação de ramos. Os novos ramos são fontes de AIA que, por sua vez, estimulam a produção de novas raízes. Otavio Realce OtavioRealce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Giberelina (AG) ou (GAS) Precursor: Ácido movalônico. Biossíntese: Sementes (principalmente), frutos, folhas jovens, embriões e tecidos vegetativos em rápido crescimento. A auxina também estimula a síntese de Giberelina. Transporte: Floema/Xilema Controle: Conjugação, Inibição catabólica, e Inibição por retroalimentação. Efeitos Fisiológicos: Alongamento Celular: A auxina converte a giberelina inativa (Ag 20) na forma ativa (Ag1), atuando em enzimas que realizam essa conversão. A Giberelina ativa as enzimas XET, que irão quebrar as ligações de celulose e xiloglucano da parede celular primária de dicotiledôneas, promovendo assim o rearranjo da parede (afrouxamento), o que diminui a pressão de turgor e permite a entrada de água na célula. Nessa teoria de crescimento celular não ocorre a acidificação da parece celular. - AG: alongamento de células jovens. - AIA: alongamento de células maduras. Germinação (mobilização de reservas): Quando a semente está madura e as condições ambientais favoráveis, a síntese de giberelina é estimulada no embrião, o que é conhecido como quebra de dormência. A giberelina sintetizada é liberada no endosperma da semente por meio do escutelo, e difunde-se para a camada de aleurona, onde induz a síntese de alfa-amilase, e outras hidrolases. Assim o amido e outras macromoléculas são quebrados a moléculas menores. Os solutos do endosperma são absorvidos pelo escutelo e transportados para o embrião em crescimento. Alongamento dos entrenós: A aplicação de giberelina promove o alongamento dos entrenós em várias espécies. A AG estimula o crescimento do caule em plantas anãs (alongamento dos entrenós, diminuição da espessura do caule e do tamanho da folha). E substitui a exigência de dias longos e frios, necessários para a indução do florescimento e alongamento do caule de plantas em roseta. Aumento da divisão celular: Induzem o alongamento dos entrenós, em parte por aumentar a divisão celular. Determinação do sexo: O processo de determinação do sexo é geneticamente regulado, porém pode sofrer influência de fatores ambientais, que podem ser mediados pelas GAs. Em plantas monoicas as giberelinas tem efeito sobre a determinação do sexo. Ex: No milho a GA suprime o desenvolvimento de estames, formando flores pistiladas (femininas). Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Transição fase juvenil/adulta: A incapacidade das plantas em florescer antes de atingirem determinado estágio é associada à juvenilidade. Dependendo da espécie a aplicação de giberelina exógena pode regular a juvenilidade em ambos os sentidos. Transição da fase juvenil para adulta (em coníferas) e do estádio maduro para o juvenil (em Hera – Hedera helix). Estabelecimento do fruto: Aplicação de GA pode favorecer o estabelecimento e o crescimento de frutos, nos casos em que a auxina parece não atuar. Assim, é utilizada comercialmente na produção de frutos: - maçã: provoca o alongamento do fruto melhorando sua forma; - uva: aumento do comprimento do pedúnculo de uvas sem sementes. Ácido Abscísico (ABA) Precursores: Presentes nos cloroplastos de tecidos fotossintetizantes. Síntese: Folhas maduras, tecidos estressados, e sementes em desenvolvimento. Ocorre praticamente em todos os tecidos vivos da planta e sintetizado em quase todas as células que contém plastídios (degradação de carotenoides). Controle: Conjugação e Oxidação Transporte: Floema (mais abundante) e Xilema. Efeitos Fisiológicos: Fechamento estomático: Durante um estresse hídrico, há um déficit de água na planta, logo não têm prótons H+ disponíveis, e o pH do xilema fica básico. Isso facilita a dissociação de ABA-H (protonado) em ABA- (dissociado), que não atravessa facilmente as membranas. Assim, menos ABA- é absorvido pelas células do mesófilo foliar, e mais ABA- atinge as células-guarda. O ABA- ativa os canais de K+, ao mesmo tempo que impede o influxo do mesmo. A perda de K+ para o meio extracelular causa uma diferença de potencial hídrico, fazendo com que a água saia das células- guarda. Ou seja, do maior para o menor potencial. Devido à perda de água as células perdem o turgor e ficam murchas, desencadeando o fechamento estomático. Desenvolvimento da Semente - Viviparidade: No final da embriogênese há um pico de produção de ABA, e nessa fase cessam as divisões celulares no corpo do embrião. Esse ABA produzido impede a viviparidade – germinação precoce do embrião em frutos ainda conectados à planta mãe. - Desidratação de sementes: Durante a etapa de maturação da semente aumentam-se os níveis de produção de ABA, que induz a síntese de proteínas LEA, que protegem as células da membrana contra a dessecação. Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce - Dormência das sementes: ABA retarda o tempo da germinação. Ele mantém a semente dormente até que suas reservas nutricionais e de água sejam suficientes para a quebra da dormência. A dormência é controlada pela razão ABA/GA. * É antagonista de auxinas, citocininas e giberelinas. Etileno (C2H4) – Hormônio gasoso Precursor: Metionina Biossíntese: Na região meristemática e dos nós. Sua produção é estimulada por amadurecimento de frutos, senescência de flores, AIA, injúrias, etileno (autocatalítico). Transporte: Por difusão através dos espaços intercelulares. Rota biossintética do Etileno: 1) A metionina é convertida a AdoMet (enzima AdoMet sintetase). 2) AdoMet é convertida a ACC (enzima ACC sintase) – ETAPA LIMITANTE! - Inibe síntese de etileno: AVG (aminoetóxi-vinil-glicina) e AOA (Ac. aminoxiacético) - Promove síntese de etileno: amadurecimento de frutos, senescência das flores, AIA, ferimentos, geada, estresse hídrico, e inundação. 3) ACC é convertido a ETILENO (enzima ACC oxidase). É necessário O2! - Inibe síntese de etileno: Altas temperaturas, anaerobiose, e CO2+ (cobalto). - Promove síntese de etileno: Amadurecimento. O etileno sintetizado, precisa se ligar ao receptor para agir. - Inibidores de ação (se ligam ao receptor do etileno): CO2, Ag + (íon de prata, coordena a ligação do etileno), MCP (1-aminociclopropano). A metionina é reciclada pelo ciclo de YANG (recupera o grupo CH3-S). Controle: Catabolismo do etileno, Conjugação do ACC, Expressão de genes para biossíntese da ACC sintase. Efeitos fisiológicos (Maturação, abscisão e senescência) Frutos climatéricos: São aqueles que apresentam um período em que ocorre uma elevação na taxa respiratória, devido à produção autocatalítica de etileno. As frutas climatéricas podem ser colhidas mesmo que ainda não estejam maduras, pois a maturação é atingida após a colheita. Otavio Realce Como atua em antagonismo com esses hormonios? null Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Otavio Realce Possuem síntese autocatalítica (retroalimentação) - processo pelo qual a presença de etileno realimenta sua síntese. Ação antagônica do CO2 em relação ao etileno possibilita o armazenamento de frutos climatéricos em câmaras com concentração elevada de gás carbônico. Frutos não-climatéricos: São aqueles que não apresentam elevação na taxa respiratória, próximo ao final do período de maturação. A taxa respiratória apresenta um declínio constante até atingir a fase de senescência. Pico climatérico: O amadurecimento do fruto climatérico é caracterizado por aumento na taxa de respiração (produção de CO2). O pico na produção de etileno precede o pico de produção de CO2. Sugerindo que o etileno é o hormônio que desencadeia o processo de amadurecimento. Para atrasar a maturação deve-se evitar o pico de etileno.Alagamento e produção de etileno: O ACC é acumulado nas raízes sob condições anaeróbicas, e transportado via xilema para a parte aérea mais oxigenada, onde é convertido a etileno, acarretando uma elevação na produção desse gás. O etileno esta presente em teores mais elevados nas plantas alagadas, provocando a redução do crescimento de folhas, caules e raízes, a epinastia (curvatura para baixo), a senescência e abscisão foliar, a formação de raízes adventícias e de aerênquima (facilita aeração). Resposta tríplice do Etileno: Em plantas estioladas o tratamento com etileno desencadeia três respostas - Redução no crescimento do caule; Aumento na expansão radial (intumescimento); Orientação horizontal de crescimento (curvatura do gancho apical). Alongamento de espécies vegetais aquáticas submersas: A ausência de oxigênio diminui a produção de etileno. Mas, a perda deste hormônio por difusão sob água é retardada, e quantidades suficientes de oxigênio para a síntese de etileno são fornecidas pelo aerênquima. Nessa condição, as plantas aquáticas apresentam teores elevados de etileno, o que acarreta na diminuição da concentração de ABA (hormônio inibidor de crescimento) e aumento no teor de AG (hormônio promotor de crescimento), promovendo então o crescimento do caule. ACONSELHO QUE BUSQUEM NA LITERATURA, SLIDES, OU INTERNET, IMAGENS EXPLICATIVAS DOS PROCESSOS. SEM ESQUEMAS E IMAGENS FICA MUITO COMPLICADO COMPREENDER. 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