Tema 18. El etileno (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2015
Páginas 6
Fecha de subida 04/05/2016
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TEMA 18: EL ETILENO Etileno es la única hormona gaseosa. Se descubrió después del ácido abcísico. Se descubrió en 1901. Se vio que había un desarrollo atípico. Triple respuesta. Lo que veía con la triple respuesta era: - La reducción del crecimiento en longitud (las plantas eran más cortas).
Incremento en el diámetro del hipocótilo.
No eran capaces de crecer rectas. Pérdida de la verticalidad de las plantas.
Esto afecta a la mayoría de plántulas (estado morfogénico muy inicial). Aspidistra es una planta que no le afecta el etileno.
CARACTERÍSTICAS GENERALES Diferencia entre plantas con triple respuesta y control.
Hay naranjas en cuya piel hay Penicillium, se produce etileno. Los hongos son los que producen el etileno. Las naranjas tienen este hongo, y cuando tenemos plátanos al lado de naranjas maduras, se malmeten antes.
¿Cuál es su metabolismo? De etileno a óxido de etileno, este se degrada a ácido oxálico, y finalmente este último ácido degrada en agua y CO2 que va a la atmósfera. Hay etileno en angiospermas, gimnospermas, musgos, hepáticas, helechos, cianófitos, hongos (Penicillium), bacterias (E.Coli). Se fabrica etileno a partir del metileno. Es un aminoácido el precursor inicial del etileno. Las auxinas derivan del triptófano en gran mayoría, son otras hormonas que derivan de aminoácidos.
¿Dónde lo encontramos? Las plantas que están en la transición entre fase joven y madura: flores jóvenes, hojas jóvenes que pasan a adultos y la fase que va a la senescencia, frutos, tallos, brotes, raíces. Tejidos que pasan de la fase juvenil a la fase de maduración. Se le ha llegado a llamar la hormona de la maduración.
Otras de las características generales de distribución y transporte:         Gas.
Triple respuesta.
Control de la fructificación y maduración.
Determinación del sexo de algunas plantas.
Control de la división y elongación celular.
Control del crecimiento de las raíces.
Control de la senescencia de hojas y pétalos.
Respuestas a estreses bióticos y abióticos.
¿Papel de la regulación del etileno en la morfogénesis? Tenemos la imagen de dos tipos de plantas. Las plantas con un hipocótilo blanco, con el gancho plumular, poca raíz, es una planta etiolada. Desarrollo con luz y en oscuridad.
Planta heterótrofa vs planta autótrofa.
1 Esquema de una planta etiolada. Con la curvatura.
El ACC es el precursor de la biosíntesis del etileno.
La presencia de etileno inhibe el crecimiento de las células, y el tejido queda contraído. Los tejidos de la capa superior hay poco etileno, como no hay casi no hay esta inhibición y por tanto las células sí pueden crecer. Como arriba crecen y a bajo no, como consecuencia la planta se curva.
¿Cuáles son los factores que condicionan la síntesis de etileno? La luz roja. Inhibe la síntesis de etileno. Mientras que el rojo lejano sí que estimula la síntesis de etileno. La síntesis está regulada por los fitocromos. Hay una alternancia entre R / FR.
La edad. El paso de edad juvenil a edad adulta, sí que viene condicionada por el etileno. De hecho si hacemos una gráfica vemos que conforme avanza el tiempo, la concentración de etileno va aumentando y llega un momento que se estabiliza y después cae. Hay unos órganos especiales que no tienen la producción de etileno tan gradual: son los frutos climatéricos. Hay un pico en la concentración de etileno. La concentración de CO2 aumenta de manera más gradual habiendo un pico después del pico de la concentración de etileno y después cae. Los frutos climatéricos, en un momento determinado sus tejidos disparan la producción de etileno y CO2 en un espacio de tiempo muy corto, y se produce una rápida maduración del fruto. Los primeros son frutos de maduración lenta, y la concentración de CO2 avanza de manera similar a los climatéricos.
La temperatura. Alrededor de unos 25 grados, hay un máximo de producción de etileno y después baja. Pasada la temperatura óptima ya no se produce más. En temperaturas super cálidas tampoco. En las manzaneras y pereras, cuando pasan por noches frías, caen todas al suelo. Es vital que cuando empieza un proceso no vuelva atrás porque si no se estropea la cogida.
La composición de gases atmosféricos. Hay un antagonismo entre los dos gases protagonistas: el CO2 y el O2, a elevados niveles de los primeros, se inhibe la producción de etileno, y los niveles altos de O2 estimulan la producción de O2.
Las heridas. Se incrementa la producción de etileno.
Los estreses abióticos. Como la luz ultravioleta, congelación y sobre todo el estrés hídrico, va acompañado una producción de etileno.
En esta imagen lo que vemos es que hay una población de plántulas etioladas. Arriba hay una que es mutante y es insensible al etileno.
Como el etileno es una hormona gaseosa, ¿cómo puede transportarse? No tiene un mecanismo nada complicado. Se transporta por difusión simple a través de los espacios intracelulares.
2 METABOLISMO DEL ETILENO Es la segunda hormona que estudiamos que deriva de un aminoácido. Deriva de la metionina, se fosforila y se forma un intermediario (AdoMet), y se convierte en el precursor principal del etileno que es el ACC, y cuando se oxida se convierte en etileno. Los enzimas ACC sintasa, y ACC oxidasa, son claves. Hay una serie de factores que activan o inhiben la actividad del enzima ACC sintasa, y lo mismo con la ACC oxidasa.
Puntos clave de la biosíntesis: Met  SAM  ACC  ETILENO Catabolismo: Etileno  óxido de etileno  ácido oxálico  CO2 TIPOS DE FRUTOS: CLIMATÉRICOS Y NO CLIMATÉRICOS CÁMARAS DE CO2 EFECTOS FISIOLÓGICOS Y APLICACIONES COMERCIALES - Inducción de la floración (Bromeliácias)  se provoca la maduración de frutos. Se consigue que maduren todas las plantas, que florezcan y que todas hagan el fruto a la vez, para poder cogerlo todo a la vez. Cuando los niveles de ácido indolacético, aumentan los niveles de etileno en la parte proximal.
Si tenemos una hoja unida a una rama, los lugares de síntesis de indolacético es en las partes jóvenes que corresponde con los extremos. Hay un flujo de indolacético hacia el interior de la planta. Cuando llega un momento, el indolacético baja, aumenta el nivel de etileno y actúa sobre las células de la parte baja del peciolo y empieza la síntesis de enzimas hidrolíticos. Se rompen las paredes celulares, se rompe el peciolo, y las hojas caen (se produce la abscisión).
3 - Control de la maduración de los frutos. La maduración tampoco es un proceso exclusivo de una única hormona. Las hormonas establecen relacionan entre ellas. No hay ningún proceso fisiológico controlado por una sola hormona. Interviene el ácido indolacético, el ácido abscísico y finalmente el etileno. Las giberalinas y el etileno promueven la floración de algunas plantas. Crecimiento y maduración del fruto control por: IAA, GA y ETH. Maduración de la semilla y la germinación: ABA y GA.
- Maduración de los frutos. Las giberalinas promueven la formación de las semillas, y de su crecimiento se encargan las auxinas. Cuando el fruto está en un estadio inmadura, para pasar a estar maduro, interviene el etileno. Este paso tiene como consecuencia una serie de cambios.
Un fruto inmaduro tiene característicamente: elevada cantidad de clorofilas, paredes celulares rígidas, compuestos ácidos orgánicos, no tiene prácticamente compuestos fenólicos, no tiene compuestos aromáticos, concentraciones de IAA. El fruto maduro, no tiene clorofilas e incrementa la síntesis de antocianos y carotenoides, las paredes son blandas debido a que hay incrementado enzimas hidrolíticos, baja el contenido de ácidos orgánicos y en cambio, aumenta el contenido de azúcares, aumenta el contenido de compuestos fenólicos, aumentan los compuestos aromáticos, concentraciones elevadas de ABA, ETH.
- Epinástica, antiestrés, formación de raíces adventícias, mantenimiento de flores cortadas, formación de aerénquima, control de la senescencia y abscisión de órganos.
4 EXPRESIÓN GÉNICA REGULADA POR ETH Se sabe que el etileno tiene un receptor que está a nivel de membrana. El receptor queda anclado en las membranas del RE. Hay varios receptores. Mientras no hay etileno en la célula, este receptor está unido a una proteína quinasa en color verde, como está unido no queda libre, y al estar ocupado también ocupa otra quinasa y es la que está implicada en la vía de señalización, y esta está bloqueada. Si hay etileno, la proteína quinasa se abre, y suelta a la otra proteína quinasa, y es la que inicia la vía de señalización para que los factores de transcripción se unan al DNA y haya una transcripción de la respuesta.
La epinastia es el crecimiento anormal y deforme de la planta. Esto se da porque hay un crecimiento inferior, mientras que las capas más elevadas del peciolo sí pueden seguir creciendo. La ACC sube por el xilema, hasta que entra en el tallo, como entra aire, ya puede reaccionar con el oxígeno atmosférico y ya puede formar etileno. En las raíces la ACC no puede dar etileno porque no hay oxígeno.
Cuando tenemos una planta en agua, hace muchas raíces para poder captar el oxígeno, se forman raíces adventicias. El tiosulfato de plata es inhibidor de la síntesis de etileno, estas sales bloquean la síntesis, con lo cual las flores cortadas se les retardan la senescencia.
FORMACIÓN DE AERÉNQUIMA Si hay anoxia no se forma etileno, y esta vía no tiene lugar.
5 SÍNTESIS DE ENZIMAS HIDROLÍTICOS Se sintetizan a partir de las señales de transcripción del núcleo. Los enzimas proteicos van encapsulados en vesículas, cuando llegan a los sáculos del Golgi, estas hidrolasas, viajan en vesículas y contactan con el plasmalema, y la vesícula peta y libera el contenido en el espacio entre el plasmalema y la pared.
CONTROL DE LA SENESCENCIA Y ABSCISIÓN FOLIAR En verano, auxinas, cuando se acaba el verano se degradan las clorofilas, y se frena el flujo de auxinas, se sintetiza el etileno y empieza a degradar las células de los vasos conductores con la ayuda de los enzimas hidrolíticos, y se produce la caída de las hojas.
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