Hormônios Vegetais ou Hormônios Vegetais ou Fitormônio

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Hormônios Vegetais ou Hormônios Vegetais ou FitormôniosFitormônios
Regulam o desenvolvimento e o crescimentoRegulam o desenvolvimento e o crescimento
São efetivos em quantidades extrememente pequenas
“São compostos orgânicos produzidos em uma parte da planta e transportados 
para outra , onde eles irão induzir respostas fisiológicas”
Do grego horman → “excitar”
“São compostos orgânicos produzidos em partes da planta que, em 
concentrações baixas, promovem, inibem ou modificam qualitativamente o 
crescimento, geralmente em um local diferente daquele onde foi produzido”
Difícil estudo: 
• Efeitos de diferentes hormônios se sobrepõem
• Podem ser antagônicos
• Efeitos sinergísticos
• Efeitos variam com as concentrações
Hormônios Vegetais X Reguladores de crescimentoHormônios Vegetais X Reguladores de crescimento
Substâncias sintéticas Substâncias sintéticas ⇒⇒ Plantas Plantas ⇒⇒ Efeitos semelhantes aos HormEfeitos semelhantes aos Hormôôniosnios
Cinco grupos de substâncias:
AuxinasAuxinas
GiberelinasGiberelinas
CitocininasCitocininas
EtilenoEtileno
ÁcÁc. . abscísicoabscísico
AuxinasAuxinas
Charles Darwin Charles Darwin ⇒⇒ Fototropismo Fototropismo ⇒⇒ ColeoptilesColeoptiles (bainha q/ recobre (bainha q/ recobre 
o meristema apical e o meristema apical e 
primprimóórdios foliares do rdios foliares do 
embriembriãão das gramo das gramííneasneas
BoysenBoysen (1911) (1911) ⇒⇒ ColeoptileColeoptile de aveiade aveia
PaálPaál (1919) (1919) ⇒⇒ EstEstíímulo qumulo quíímicomico
FritzFritz WentWent (1920) (1920) ⇒⇒ Isolou o hormIsolou o hormôônio de aveianio de aveia
Charles e Francis 
Darwin, 1881
Conclusão:
“Quando plantas expostas a uma luz lateral, alguma influência 
é transmitida do ápice para as regiões inferiores da coleoptile, 
causando a curvatura”
Conclusão:
“A influência deveria certamente ser de origem química, 
embora seu modo de atuação ainda permanecesse obscuro ”
Conclusão:
“A reação da coleoptile ao estímulo luminoso unilateral era 
causada pela redistribuição de uma substância química no 
ápice, já que as maiores quantidades iriam para o lado 
sombreado, promovendo um maior crescimento desse lado ”
Went, 1926
A substA substâância foi chamada Auxina (ncia foi chamada Auxina (auxeinauxein grgr.= aumentar).= aumentar)
• auxina vegetal: Ácido 3-indolacético (AIA) (naturalmente ocorrente)
• Síntese: nos primórdios foliares (meristemas apicais caulinares), folhas jovens e 
sementes em desenvolvimento, a partir de triptofano.
• Translocação: via células do parênquima do floema e câmbio vasc.→ transporte 
polar (unidirecional), basípeto nos caules e folhas e acrópeto nas raízes
•Principal efeito: Promove o crescimento pelo alongamento celular
• Auxinas sintéticas: ANA (desenvol. raiz caule cortados) e 2,4-D (herbicida)
AuxinasAuxinasAuxinas
AuxinasAuxinas
Alteração da parede celular e conseqüente expansão Alteração da parede celular e conseqüente expansão 
Hipótese do crescimento ácido Hipótese do crescimento ácido ⇒⇒ AuxinaAuxina
Bomba de prótons (HBomba de prótons (H++))
(membrana plasmática)(membrana plasmática)
Fluxo de íons (HFluxo de íons (H++))
(Parede celular)(Parede celular)
AcidificandoAcidificando--aa
Ativação de enzimasAtivação de enzimas
Parede celular flexível e Parede celular flexível e 
Pode esticar Pode esticar qdoqdo a águaa água
AcumulaAcumula--se no vacúolose no vacúolo
⇒⇒ DominDominâância a apical: plantas com pouca ramificancia a apical: plantas com pouca ramificaçãçãoo
Outros efeitos:Outros efeitos:
⇒⇒ Estimula o desenvolvimento dos frutosEstimula o desenvolvimento dos frutos
(AIA produzidos nas sementes)(AIA produzidos nas sementes)
Ainda, a auxina estimula a divisão das células cambiais (forma 
tecidos vasculares secundários) e promove o aparecimento de 
raízes adventícias em estacas.
Efeito do AIA no desenvolvimento do frutoEfeito do AIA no desenvolvimento do frutoEfeito do AIA no desenvolvimento do fruto
Desenvolvimento 
normal
Sementes 
removidas
Sementes removidas e 
aplicação de AIA
Dominância ApicalDominância Apical
GiberelinasGiberelinas
KurosavaKurosava (1926) (1926) ⇒⇒ DoenDoençça do arroz a do arroz ⇒⇒ ““doendoençça das plantinhas a das plantinhas 
loucasloucas””
Diminuição do rendimentoDiminuição do rendimento
Causa Causa ⇒⇒ Fungo (Fungo (GibberellaGibberella fujikuroifujikuroi) ) ⇒⇒ produzia produzia Giberelina Giberelina 
YabutaYabuta (1934) (1934) ⇒⇒ Purificou Purificou giberelinasgiberelinas A e B do fungoA e B do fungo
Artigo em japonArtigo em japonêês e II Guerra Mundials e II Guerra Mundial
⇒⇒ 78 78 giberelinasgiberelinas descobertas e todas tem a mesma estrutura bdescobertas e todas tem a mesma estrutura báásicasica
1956 = isolamento da 1a giberelina vegetal (feijão)
GiberelinasGiberelinas
Produção Produção ⇒⇒ Meristemas apicais (tecidos jovens do caule)Meristemas apicais (tecidos jovens do caule)
Folhas jovensFolhas jovens
Sementes em desenvolvimentoSementes em desenvolvimento
TranslocaçãoTranslocação ⇒⇒ provavelmente peloprovavelmente pelo Xilema e FloemaXilema e Floema
⇒⇒ RRáápido pido alogamentoalogamento do caule na florado caule na floraçãçãoo
Efeitos:Efeitos:
(indu(induçãção da diviso da divisãão e alongamento)o e alongamento)
⇒⇒ Estimula o florescimento (plantas de dias longos e bienais)Estimula o florescimento (plantas de dias longos e bienais)
⇒⇒ Substitui as necessidades de frio p/ floraSubstitui as necessidades de frio p/ floraçãçãoo
⇒⇒ Afetam o desenvolvimento dos frutosAfetam o desenvolvimento dos frutos
⇒⇒ induinduçãção da germinao da germinaçãção de sementeso de sementes
Efeito da giberelina em 
planta anã
Efeito da Efeito da giberelinagiberelina em em 
planta anãplanta anã Desenvolvimento dos 
frutos
Desenvolvimento dos Desenvolvimento dos 
frutosfrutos
Com GA3Com GA3Com GA3Com GA3 Sem GA3Sem GA3
CitocininasCitocininas
(1940(1940--1950) 1950) ⇒⇒ Induzir a divisInduzir a divisãão de co de céélulas vegetais em lulas vegetais em cultcult. tecidos. tecidos
SkoogSkoog (1954) (1954) ⇒⇒ SubstSubstâância ativa na ncia ativa na áágua de coco, capaz de gua de coco, capaz de 
promover o crescimentopromover o crescimento
contínuo de calos em segmentos de caule emcontínuo de calos em segmentos de caule em
meio de culturameio de cultura
Resultados inconsistentesResultados inconsistentes
Dificuldade de extraDificuldade de extraçãçãoo
Pequenas quantidadesPequenas quantidades
Miller (1956) Miller (1956) ⇒⇒ Isolou produto DNA degradadoIsolou produto DNA degradado
agente indutor de divisagente indutor de divisãão celularo celular ⇒⇒ CinetinaCinetina
(1963) (1963) ⇒⇒ Primeira Primeira citocininacitocinina natural (isolada de milho)natural (isolada de milho)
⇒⇒ ZeatinaZeatina
São São estrutualmenteestrutualmente similares a adeninasimilares a adenina
CitocininasCitocininas
São São estrutualmenteestrutualmente similares a adeninasimilares a adenina
CitocininasCitocininas
Produção Produção ⇒⇒ principalmente nos principalmente nos áápices das rapices das raíízes. zes. 
Ainda pode ser encontrada (nAinda pode ser encontrada (nãão necessariamente sintetizada) em o necessariamente sintetizada) em 
regiregiõões de divises de divisãão ativa em sementes, frutos, folhaso ativa em sementes, frutos, folhas
TranslocaçãoTranslocação ⇒⇒ via Xilemavia Xilema
Efeitos:Efeitos:
promovem divispromovem divisãão e diferenciao e diferenciaçãção celularo celular⇒⇒
⇒⇒ CinetinasCinetinas e auxinas interagem no controle da e auxinas interagem no controle da 
Dominância apical (antagônica)Dominância apical (antagônica)
⇒⇒ Atraso na Atraso na senescsenescêênciancia das cdas céélulas vegetaislulas vegetais
Divisão e diferenciação da célulaDivisão e diferenciação da célula
EtilenoEtileno
Hormônio gasoso Hormônio gasoso Produto natural do metabolismoProduto natural do metabolismo
CrescimentoCrescimento
Atua em concentraAtua em concentraçõções muito baixases muito baixas
participa da regulaparticipa da regulaçãção dos processos:o dosprocessos:
desenvolvimentodesenvolvimento
SenescSenescêênciancia
Seus efeitos nos vegetais Seus efeitos nos vegetais foram percebidos no século 19 foram percebidos no século 19 
NeljubovNeljubov (1834) (1834) ⇒⇒ Etileno Etileno ⇒⇒ componente ativo do gcomponente ativo do gáás de s de 
iluminailuminaçãçãoo
Causava os efeitosCausava os efeitos
Somente em (1834) Somente em (1834) ⇒⇒ Produzido pela plantaProduzido pela planta
EtilenoEtileno
Produção Produção ⇒⇒
Frutos madurosFrutos maduros
Em muitos tecidos em resposta ao estresseEm muitos tecidos em resposta ao estresse
Tecidos Tecidos senescentessenescentes (velhos)(velhos)
TranslocaçãoTranslocação ⇒⇒ NNãão exige atividade metabo exige atividade metabóólica p/ lica p/ tranportetranporte
ÉÉ feito por difusfeito por difusããoo
Efeitos:Efeitos:
SenescSenescêênciancia⇒⇒ (incluindo amadurecimento dos frutos)(incluindo amadurecimento dos frutos)
(principal papel)(principal papel)
⇒⇒ InibiInibiçãção do alongamento celularo do alongamento celular
⇒⇒ Promove a germinaPromove a germinaçãçãoo
⇒⇒ Resposta do vegetal a ferimento e/ou invasResposta do vegetal a ferimento e/ou invasãão deo de patpatóógenosgenos
⇒⇒ MudanMudançças fisiolas fisiolóógicas (gicas (““Efeito dominEfeito dominó”ó”))
⇒⇒ InduInduçãção da absciso da abscisãão foliaro foliar
EtilenoEtileno
EtilenoEtileno
Ácido Ácido abscísicoabscísico
Descoberto em 1963Descoberto em 1963
Composto por um anel de 6 carbonos com um número variado de Composto por um anel de 6 carbonos com um número variado de 
radicaisradicais
A denominação foi infeliz... A denominação foi infeliz... ⇒⇒ Envolvido na dormênciaEnvolvido na dormência
Produção Produção ⇒⇒ Folhas maduras e sementesFolhas maduras e sementes
Transporte Transporte ⇒⇒ Tecidos vascularesTecidos vasculares
Efeitos Efeitos ⇒⇒ Dormência das sementesDormência das sementes
Fecha os estômatos em resposta ao estresse HFecha os estômatos em resposta ao estresse H22OO
Interações entre os hormônios vegetais durante várias etapas do Interações entre os hormônios vegetais durante várias etapas do 
crescimento vegetal:crescimento vegetal:
Plantas Transgênicas
Profa. Ana Paula Ulian de Araújo
Melhoramento Vegetal
• Cruzamento convencional associado à métodos de 
seleção;
• Cruzamentos entre sp domesticadas e selvagens, 
produzindo hídridos;
• Indução de mutações, gerando variabilidade 
genética;
• Nos últimos 25 anos: engenharia genética...
O que é um transgênico??
• Um transgênico é um organismo geneticamente 
modificado (OGM) que contém um gene 
artificialmente inserido, ao invés de adquirido 
naturalmente...
• O gene inserido, conhecido como "transgene" pode 
vir de outra planta ou mesmo de outra espécie 
completamente diferente.
O que contém um transgênico?
DNA exógeno, incorporado em 
seu material genético.
Constituído de:
• Gene de interesse;
• Marca seletiva 
• Gene repórter 
(1) Mudar vias metabólicas;
(2) Conferir características de resistência a 
pragas;
(3) Obter de plantas como “biofábricas”
Aplicações:
Resistência à pragas
Tomate transformado com gene da toxina Bt (direita); 
a esquerda (controle)
Como se faz uma planta 
transgênica?
1o passo: transformação vegetal
• Métodos de Transformação Vegetal
Desenvolvidos desde a década de 1980.
1. Agrobacterium tumefaciens;
2. Transferência direta de DNA para 
protoplastos;
3. Biolística;
4. Microinjeção;
Agrobacterium tumefaciens mediando a 
transformação
Síntese de hormônios e 
opinas; formação da 
tumoração
Uma cópia do T-DNA é 
transferida e integrada no 
cromossomo da 
cél.vegetal
Célula vegetal 
ferida produz 
compostos que 
atraem a 
agrobactéria
O plasmídeo Ti
Cenoura pós-infecção. 
(a) com A. tumefaciens R10 e 
(b) com A. rhizogenes 8196
Transformação de protoplastos
• polietilenoglicol (PEG)
O DNA provavelmente entra por 
endocitose
• Eletroporação:
Pulsos elétricos induzem à 
pemeabilização reversível da 
membrana plasmática pela formação 
de poros, permitindo a entrada do 
DNA.
A adição de lipídeos melhora a 
incorporação.
A incorporação de 
DNA pode ser 
mediada por:
Transformação de protoplastos
Biolística 
(Bombardeamento ou aceleração de partículas)
• Há diferentes metodologias/equipamentos, mas 
todos com o mesmo princípio:
– DNA é adsorvido à superfície de micropartículas metálicas;
– Partículas são aceleradas a altas velocidades rumo ao tecido 
alvo;
– Atravessam a parede celular e se alojam em diversos 
compartimentos, aleatoriamente.
– Eventualmente, o DNA é integrado ao genoma nuclear e/ou 
de organelas.
Biolística 
Microinjeção de DNA
A importância da 
cultura de tecidos
Não é um pré-requisito, mas 
garante eficiência a 
transferência, seleção e 
regeneração dos 
transformantes.
Genes marcadores e repórteres
Uma pequena % de células será estavelmente 
transformada com qualquer das técnicas;
Genes que conferem uma vantagem seletiva a essas 
células (MARCADORES) são essenciais! 
Genes marcadores
marcador = confere vantagem seletiva
uso de genes que conferem resistência ou tolerância para seleção. 
Um fenótipo novo e dominante que somente as células 
transformadas exibirão. 
Há 2 classes mais usadas:
a) marcadores cuja expressão confere resistência a antibióticos
Ex. gene nptII de E. coli, confere resistência a canamicina 
Genes marcadores
b) marcadores cuja expressão confere tolerância a herbicidas
Gene aroA é o mais popular
Foi isolado pela 1a vez de Salmonella typhimurium
Confere resistência ao glifosato (RoundUp)
Glifosato [herbicida sistêmico, cuja ação inibe enzimas específicas 
como a enolpiruvil shiquimato-3-fosfato sintase (EPSP) 
suspendendo a síntese de aminoácidos aromáticos]
Forma de resistência: 
- inserção de um gene mutado com menor afinidade pelo 
glifosato;
- Superexpressão do próprio aro A
Genes Repórteres
• Permitem monitorar a transformação
O mais usado: gene gusA, isolado de E. coli.
↓
β-glucoronidase (GUS)
Embrião imaturo de Apricot expressando 
gene repórter GUS (biolística)
Genes Repórteres
• Repórteres mais versáteis: 
produtos dos genes luc e gfp
luc: luciferase de Photinus pyralis
gfp: proteína fluorescente verde de Aequoria victoria
Planta expressando a luciferase
Confocal microscopic images of various tissues in GFP-PTS1.
(A) and (B) show the merged images with blue light excitation and the
difference interference contrast. 
(A) trichome, (B) pistil. 
Fonte: National Institute for Basic Biology (www.nibb.ac.jp/annual_report/2002/html)
Emprego comercial de plantas 
transgênicas
É um dos casos de mais rápida difusão de uma 
nova tecnologia na agricultura!
• Nas culturas atuais as características são divididas em:
– 1a geração: conferem vantagens simples (dependentes de um 
ou poucos genes), dirigidas a estresses ambientais. Ex. 
resistência a insetos, tolerância a herbicidas...
– 2a geração: conferem melhoria na qualidade do produto. Ex. 
amadurecimento retardado no tomate (EUA, 1994).
outras: Arroz enriquecido com ferro e vitamina A
Vacinas comestíveis em milho e batatas
Óleos com características mais saudáveis
Crescimento das plantas transgênicas 
1997-2004
Fonte: James, C. 2004. Preview: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2004.
ISAAA Briefs No. 32. ISAAA: Ithaca, NY.
Qual o problema com 
transgênicos??
Quais são os potenciais riscos das 
culturas geneticamente modificadas?
- introduzir alergenos em alimentos;
Cerca de 2% da população adulta e de 5 a 8% da infantil 
sofrem naturalmente com alergia a alimentos;
Essas chances crescem quando se trata de uma nova 
variedade. 
- transgenes escaparem de culturas e hibridizar com 
espécies silvestres.
Quais são os potenciais riscos das 
culturas geneticamente modificadas?
- culturas transgênicas carrearem genes de 
resistência a antibióticos para o homem ou 
bactérias do trato intestinal;
- pragas ou insetos desenvolverem resistência a 
toxinas produzidas por culturas geneticamente 
modificadas- O risco dessas toxinas afetarem outras pragas ou 
organismos não-alvo
(destruição da biodiversidade).
Legislação
Para saber um pouco mais... 
A Comissão Técnica Nacional de 
Biossegurança – CTNBio
• Instrução Normativa nº 3
Dispõe as “Normas p/ liberação planejada no meio 
ambiente de OGMs”
• Instrução Normativa nº 20
Dispõe sobre as normas para avaliação da segurança 
alimentar de plantas geneticamente modificadas
(VGMs) ou de suas partes.
IN-20: Questões relativas ao organismo 
Doador e Receptor
1. já é usado na produção de alimento ou usado 
como alimento? 
Se positivo, em que nível de consumo? 
É necessário algum processamento pré-consumo?
2. O organismo ou qualquer de suas partes 
apresentam características de alergenicidade ou 
toxicidade?
3. O alimento proveniente do organismo é 
usualmente alergênico ?
Outras Questões
• Relativas à Proteína Expressa no VGM
- pode ser alergênica? tóxica? Teor relativo? função biológica da 
proteína expressa apresenta fator de risco para a saúde humana ou 
animal?...
• Relativas a qualidade nutricional
- Há necessidade de algum processamento prévio ao consumo? 
- A qualidade nutricional do alimento é alterada? 
- Alimentos derivados de animais alimentados com VGMs
apresentam alterações relativas à sua composição química ou 
características nutricionais?
Rotulagem de transgênicos
• DECRETO Nº 3.871, de 18 de Julho de 2001. Disciplina a 
rotulagem de alimentos embalados que contenham ou sejam 
produzidos com OGM.
- Os alimentos embalados, destinados ao consumo humano, que 
contenham ou sejam produzidos com OGM, com presença acima 
do limite de 4% do produto, deverão conter informação nesse 
sentido em seus rótulos. 
- O rótulo deverá apresentar uma das seguintes expressões:
"(tipo do produto) geneticamente modificado" ou 
"contém (tipo de ingrediente) geneticamente modificado”
Rotulagem de transgênicos
DECRETO Nº 4.680, DE 24 DE ABRIL DE 2003.
• Revoga o DECRETO Nº 3.871, de 18 de Julho de 2001. 
• Art. 2o : Na comercialização de alimentos e 
ingredientes alimentares destinados ao consumo que 
contenham ou sejam produzidos a partir de OGMs, com 
presença acima do limite de 1% do produto, o 
consumidor deverá ser informado .
§ 2o. O consumidor deverá ser informado sobre a 
espécie doadora do gene no local reservado para a 
identificação dos ingredientes.
Alguém já viu algum produto nacional 
rotulado?
Como é possível detectar o transgênico?
• Por PCR é possível detectar o próprio DNA 
"importado“ 
para alimentos in natura e semi-processados
• Rastrear a presença da proteína produzida pelo gene 
adicionado. 
- pode custar (por amostra) de US$ 3 a US$ 4 para 
grãos ou mais de 100 euros por análise (no caso de 
farinhas).
Alguém já viu algum vegetal melhorado 
por técnicas clássicas ser rotulado?
Seria necessário?
O que há de transgênico liberado no 
Brasil...
• O Ministério da Agricultura, Pecuária e 
Abastecimento aprovou as zonas de exclusão 
para o plantio de algodão transgênico em 
21/10/2005.
• Até então, somente a soja transgênica era 
liberada para plantio no Brasil.
Zona de exclusão para Gossypium hirsutum
Alguns dados mundiais
A China, planta algodão Bt desde 1998. 
• Área cultivada com algodão transgênico hoje é de mais 
de 35% da total cultivada.
O fatores decisivos adotar culturas transgênicas:
- redução do custo de produção 
(economia de agroquímicos) 
- redução nos casos de envenenamentos dos 
trabalhadores rurais (caiu de 30% para 7%)
Principais lavouras de transgênicos, 2004
Conclusões a respeito...
Apesar da atual incerteza diante das culturas 
geneticamente modificadas, 
permanece claro que: 
1) Esta tecnologia é muito valiosa para ser 
ignorada. 
2) Questões a serem resolvidas devem estar 
fundamentadas em informações de base 
científica.