O fitocromo promove modificações no metabolismo e desenvolvimento celular de plantas, na presença de luz, por dois mecanismos de ação, um deles envolvendo mudanças nos fluxos iônicos em nível de membrana e causando respostas rápidas. Isto ocorre porque o fitocromo ativa bombas de prótons, ou seja, aumenta a saída de H+ das células, causando uma despolarização instantânea na membrana, que permite a abertura de canais de potássio (K+). Outro mecanismo envolve respostas de longo prazo. Na presença de luz, o fitocromo ativo entra no núcleo associando-se as proteínas nucleares, as quais provavelmente regulam a transcrição gênica.
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