Plantas - Regulação do Desenvolvimento pela Luz

Prévia do material em texto

Plantas: Regulação do desenvolvimento pela luz 
A luz é a porta de entrada para a energia 
necessária para o metabolismo energético da 
planta 
Energia X informação 
 
A luz serve como estímulo e sinalização: 
germinação; desenvolvimento da semente, 
floração, resposta de sombra (crescer mais), 
fototropismo 
Fotomorfogênese: Morfogênese induzida pela 
luz 
• Produção de clorofila 
• Expansão dos cotilédones 
• Hipocótilos curtos 
• Abertura do gancho plumular 
• Diferenciação dos cloroplastos 
Skotomorfogênese: Morfogênese no escuro 
• Sem clorofila 
• Manutenção do gancho plumular 
(tentando achar a luz) 
• Alongamento do hipocótilo 
• Estiolamento 
• Estioplastos (plastídios que aguardam 
luz para se diferenciar em cloroplastos) 
 
Estiolamento 
o Crescimento skotomorfogênico 
o Favorece o alongamento em busca de luz 
o Protege o meristema apical 
o Germinação de sementes 
o Organismo heterotrófico: sem fotossíntese; alta 
respiração; consome as reservas de energia que 
tinha na semente 
o Caule alongado: comprometimento da 
sustentação 
 
OBS: monocotiledôneas não tem gancho 
plumular, elas possuem coleóptilos 
 
Fotorreceptores: fitocromos, fototropinas, 
criptocromos, receptores de luz UVB 
MUTANTES FOTOMORFOGÊNICOS 
Mutantes HY: hipocóticos longos, não 
percebiam os estímulos de luz 
→ Não possuíam alguns receptores de luz 
e ativadores do crescimento 
fotomorfogênico 
Mutantes COP: plantas que se comportavam 
como fotomorfogênicas mesmo no escuro 
→ Possuiam mutações em proteínas 
repressoras do desenvolvimento 
fotomorfogênico 
 
Fotomorfogênese é um programa endógeno 
que necessita ser ativamente reprimido 
 
Fitocromo 
Estimulação da germinação de sementes na 
luz vermelha 
→ Fotoblásticas: sementes que precisam 
de luz para germinar 
O vermelho distante é capaz de reprimir o 
efeito da luz vermelha 
O fitocromo é uma proteína receptora de luz 
vermelha e vermelho-distante 
Planta no escuro: fitocromo inativo (Pr) 
→ absorve luz vermelha 
A luz vermelha converte Pr → Pfr (forma 
ativa) 
Pfr ao absorver vermelho distante → Pr (forma 
inativa) 
OBS: Não é a proteína que tem capacidade 
de absorção de luz, mas sim um florófilo que é 
adicionado por uma modificação alostérica 
Formas Pr e Pfr 
 
 
 
 
 
Plantas sob altas 
doses de 
vermelho: 
-inibição do 
hipocótilo 
- Pfr 
 
Plantas sob altas 
doses de vermelho 
distante: -
alongamento do 
hipocótilo (efeito de 
sombreamento); 
 -Pr 
 
Ativação do fitocromo 
1. Proteína se acumula no citoplasma 
celular 
2. Excitação pela luz vermelha 
3. Modificação da proteína → dímero 
4. Translocação para o núcleo: Dímero é 
capaz de entrar para dentro do núcleo 
5. Ativação das respostas transcricionais 
de genes de resposta a luz 
OBS: A forma Pfr é rapidamente degrada após 
sua ativação por ser muito instável 
Respostas ao fitocromo: 
• Controle circadiano do fechamento 
dos folíolos (sobe/desce das folhas) → 
continua mesmo sem luz 
• Efeito sombra 
OBS: Plantas de sombra possuem 
independência da ativação do fitocromo 
porque seu ponto de compensação da luz é 
menor 
 
Respostas a luz azul 
Movimentos estomáticos: luz azul induz a 
abertura estomática em plantas bem 
hidratadas, independente de ABA 
Como? 
1. A ativação das fototropinas faz com que a 
ATPse da membrana acidifique o meio 
extracelular 
2. Entrada de íons K+, Cl- e malato- para dentro da 
célula 
3. Entrada de água 
4. célula turgida → abertura estomática 
 
Fototropismo: crescimento direcional em 
resposta a luz. O estimulo é percebido pelo 
ápice do coleóptilo, que faz a planta crescer 
mais do lado sombreado 
OBS: a abertura do gancho não é uma 
resposta a luz azul, então uma planta que 
recebe apenas essa luz vai se curvar em 
direção a luz, porém não vai ter a abertura do 
gancho 
Inibição rápida ao alongamento do caule: 
• Induz uma despolarização transitória 
das membranas do hipocótilo → 
diminui a acidificação do meio 
aloplástico, fazendo com que a parede 
celular fique mais rígida e iniba o 
crescimento do hipocótilo 
Fototropinas 
 
 
 
• Se autofosforilam em resposta a luz → 
quinases que se tornam capazes de 
fosforilar outras proteínas 
Respostas a fototropinas: abertura estomática, 
fototropismo, acúmulo de cloroplastos sob 
baixa intensidade luminosa para melhorar a 
captação de luz nos mesófilos 
Criptocromos 
 
 
 
 
Ambos induzem abertura estomática em 
resposta a luz azul 
 
 
 
 
 
 
 
 
PHOT1: mais 
sensível, baixas 
intensidades de luz 
 
PHOT2: menos 
sensível, altas 
intensidades de luz 
 
CRY1: controla as 
respostas 
fotomorfogênicas a 
luz azul 
 
CRY2: envolvido no 
ritmo circadiano 
governado pela luz