Citoquinas

Esenciales para la vida de las plantas. Con ellas, las células diferenciadas pueden reiniciar procesos de división celular. Heridas promueven división celular (corteza).

La infección con Agrobacterium también promueve la división celular indiferenciada. La infección por Agro introduce genes de síntesis de Zeatina en las células infectadas. Plásmido Ti, T-DNA.

Las citoquinas se descubrieron al buscar factores que indujeran división celular y promoviesen el crecimiento del material vegetal en cultivo in vitro.

Haberland 1913 demostró que existía una sustancia hidrosoluble en el tejido vascular que promueve división celular.

·       Se probaron multitud de substancias: extractos de levadura, jugo de tomate, et.

·       La leche de coco (riza en zeatina) fue muy efectiva en conjugación con auxina.

·       Skoog descubrió que DNA desnaturalizado de esperma de aranque era muy efectivo en promover división celular. El grupo de Folke Skoog identificó una citoquinina sintética, la kinetina

·       La kinetina fue la prmiera citoquinina identificada como un producto de degradación de DNA (1950s).

Las citoquinas se descubrieron al buscar compuestos que incrementan el crecimiento de las células vegetales en cultivo in vitro.

No hay mutante carentes de quitoquinas viables. Tienen efecto en un buen número de procesos fisiológicos y de desarrollo

·       Senescencia de hoja

·       Movilización de nutrientes

·       Dominancia apical

·       Formación de los SAM

·       Desarrollo floral

·       Rotura de la dormancia y germinación

Control de la división celular

Las citoquinas se translocan (transporte pasivo) a través del xilema y del floema. Se transportan pasivamente y diferencialmente desde la raíz hacia el tallo por el xilema.

Son productos en los tejidos que se dividen de forma activa: principalmente en el meristemo apical de la raíz.

El xilema contiene diferentes formas de citoquininas sintetizado a altos niveles en las raíces.

Acción conjunta de auxinas y citoquininas: efectos en la morfogénesis.

Las citoquininas promueven el crecimiento de los ápices en cultivo in vitro.

Demostraron que las auxinas y los citoquininas actúan la forma antagonista y que el ratio de concentración entre ellas es crítico para producir el efecto.

·       Las citoquininas se sintetizan en el meristemo de las ápices radiculares y se transportan a la parte aérea por el xilema.

·       Las citoquininas se metabolizan rápidamente mediante oxidación

Buen sistema para el efecto de las citoquininas in vivo.

No existen mutantes deficientes, son esenciales para la supervivencia.

Efectos sobre el crecimiento

Las citoquininas regulan de forma opuesta, el crecimiento re raíces y tallos.

[citoquininas]normal:

·       Aumento [citoquininas] inhibe el crecimiento de la raíz

·       Disminución [citoquininas] estimula el crecimiento de la raíz

[citoquininas]normal:

·       Aumento [citoquininas] estimula el crecimiento del tallo

·       Disminución [citoquininas] inhibe el crecimiento del tallo

Papel biológico de las citoquininas

Las citoquininas regulan la proliferación celular en meristemos de parte aérea y raíces.

Efectos del establecimiento de un gradiente de auxinas y citoquininas en la planta.

Efectos fisiológicos de las citoquininas

·       Proliferación de tallos y hojas. Efecto contrario a las auxinas, promueven la perdida de la dominancia apical (1º foto).

·       Las citoquininas tiene efecto sobre la senescencia. Niveles altos de citoquina provocan su retardo. (2º foto)

Estado nutricional de la planta regula los niveles de citoquinas

El estado nutricional determina la relación de citoquina/auxina y eso determina las tasas de crecimiento relativas de la raíz y la parte aérea.

·       Alta citoquinina induce el crecimiento preferente de la parte aérea

·       Alta auxina induce el crecimiento preferente de la raíz

Alto nutriente à alta citoquina à crecimiento de PA

Bajo nutriente à baja citoquinina à crecimiento de la raíz

Las plantas con déficit nutricionales muestran menores niveles de citoquininas.

La movilización de nutrientes lleva a la alteración en el movimiento fuente-sumidero a través del floema.

Experimento utilizando un soluto no metabolizable marcado con 14C.

Promueve el desarrollo de los cloroplastos

Etioplastos pueden formar tilacoides tras el tratamiento con citoquininas en oscuridad

Señalización de citoquininas:

Identificación de los receptores en los mutantes cre1, ahk2 y ahk3. Conforman un sistema de transducción de dos componentes

Arabidopsis Histidine Phosphotransferasa 1 (AHP-1) es citosólica, pero cuando se produce la señalización de citoquinina se transloca al núcleo donde actúa la transferencia de P hacia la proteína reguladora