Hva er etylenbiosyntese?

Etylen er en forbindelse av karbon og hydrogen med den kjemiske formelen C ₂ H ₄ .Det er en fargeløs gass med en søt lukt som er produsert i stor skala av den petrokjemiske industrien for bruk hovedsakelig i produksjon av plast.Etylen produseres også av planter og fungerer som et hormon som påvirker viktige planteprosesser på flere måter.Det er uvanlig at et så lite molekyl er aktivt som et hormon.Etylenbiosyntese i planter finner sted som respons på forskjellige belastninger, inkludert angrep av skadedyr og sykdommer, tørke og skade på vev.

Effektene av etylen på planter er mange og varierte.Den mest kjente effekten er å fremskynde modningen av noen slags frukt, for eksempel epler, bananer og tomater, men ikke sitrusfrukt.Det hadde vært kjent siden i det minste tidspunktet for de gamle egypterne at noen frukter kunne modnes raskere ved blåmerker;Det er ofte bare nødvendig å blåmerke eller kutte en frukt for å akselerere modningen av et stort antall lagret i samme beholder.Etylen ble ikke identifisert som årsaken til denne responsen før i 1901, og det var først på slutten av 1900 -tallet at detaljer om prosessen med etylenbiosyntese i plantevev ble avslørt.

Etylen hemmer blomsterproduksjon i de fleste planter, men fremmer frø spiring ogkan påvirke frøplanteutvikling på en interessant måte, kjent som "trippel respons."Frøplanter dyrket under mørke forhold og utsatt for etylen viser en karakteristisk fortykning og forkortelse av stammen, og økt krumning av den apikale kroken og mdash;En struktur som beskytter det voksende senteret på spissen av stammen.Etylen fremmer også ødeleggelse av klorofyll, produksjon av pigmenter kalt anthocyanins mdash;assosiert med høstfarger og mdash;og aldring og kaster av blader.Siden forbindelsen er en gass, og mdash;Som de fleste hormoner mdash;er effektiv i veldig lave konsentrasjoner, det kan diffundere lett gjennom plantevev, og derfor kan produksjon av denne forbindelsen med en plante påvirke andre i nærheten.Etylen fra industrielle kilder og bilmotorer kan også påvirke planter.

Startpunktet for etylenbiosyntese i planter er metionin, en essensiell aminosyre produsert i kloroplastene.Dette reagerer med adenosintrifosfat (ATP) for å produsere S-adenosyl-L-metionin (SAM), også kjent som S-adomet, katalysert av et enzym kalt SAM-syntetase.En ytterligere reaksjon konverterer Sam til 1-amino-cyclopropan-1-karboksylsyre (ACC), katalysert av enzymet ACC-syntase.Til slutt reagerer ACC med oksygen for å produsere etylen, hydrogencyanid og karbondioksid, katalysert av enzymet ACC -oksidase.Hydrogensyanid blir omdannet til en ufarlig forbindelse av et annet enzym, så etylenbiosyntese frigjør ikke giftige kjemikalier.

ACC -syntase produseres av planter som respons på stress, og forårsaker mer ACC, og følgelig mer etylen, skal produseres.Stresset kan ha form av angrep av insekt skadedyr eller plantesykdommer, eller det kan skyldes miljøfaktorer som tørke, kulde eller flom.Skadelige kjemikalier kan også føre til stress, noe som fører til etylenproduksjon.

Planthormonet auxin, hvis det er til stede i store mengder, stimulerer etylenproduksjon.Auxiniske ugressmidler, så som 2,4-diklorofenoksyeddiksyre (2,4-D), etterligner virkningen av dette hormonet, og forårsaker etylenproduksjon i mange planter.Selv om den nøyaktige virkemåten til disse ugressmidlene ikke er klar, ser det ut til at overdreven etylenproduksjon kan spille en rolle i plantedød hos mottakelige arter.

Formålet med etylenbiosyntese i planter er fra og med 2011 et område med aktiv forskning.Gitt det brede spekteret av effekter av dette hormonet, er det sannsynlig at det har flere roller.Når detP beskytte det voksende sentrum.Det er også bevis på at det kan spille en rolle i sykdomsresistens;Eksperimentelle studier antyder at planter som mangler etylenrespons er mer utsatt for noen sykdommer.