Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Citokininek Pécsváradi Attila egyetemi docens. Citokininek.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Citokininek Pécsváradi Attila egyetemi docens. Citokininek."— Előadás másolata:

1 Citokininek Pécsváradi Attila egyetemi docens

2 Citokininek

3 - Haberlandt, 1913: floemnedv, sejtosztódás - van Overbeek, 1941: kókusztej - Miller, Skoog, 1954: kinetin (6-furfurilamino-purin, DNS degradációs termék) - Miller, Letham, 1961,1963: transz-zeatin, a természetes citokinin Citokinin: purinvázas, sejtosztódást indukál, kallusztenyészet növekedését fenntartja (auxinnal együtt) A citokininek felfedezése és fogalma

4 Copyright ©2005 American Society of Plant Biologists Amasino,R. Plant Physiol. 2005;138: Plate 4 from Skoog and Miller (1957) showing the effect of the auxin to cytokinin ratio on the pattern of development A citokininek felfedezése

5 Copyright ©2005 American Society of Plant Biologists Amasino,R. Plant Physiol. 2005;138: A citokininek felfedezése

6 Copyright ©2005 American Society of Plant Biologists Amasino,R. Plant Physiol. 2005;138: A citokininek felfedezése

7 Természetes citokininek

8 Szintetikus citokininek

9 Természetes citokininek transz-ZEATIN

10 Izoprenoid citokininek X1 X2X2 X3X3 X4X4 X5X5 NévRövidítés HHHH N 6 -(  2 -izopentenil)adenin iPA HHHR N 6 -(  2 -izopentenil)adenozin iPAR CH 3 SHHR 2-metiltio-N 6 -(  2 - izopentenil)adenozin MTiPAR HHHRP N 6 -(  2 -izopentenil)adenozin- 5’-monofoszfát iPARMP HGHH N 6 -(  2 -izopentenil)adenin-3- glükozid iPA3G HHGH N 6 -(  2 -izopentenil)adenin-7- glükozid iPA7G HHHG N 6 -(  2 -izopentenil)adenin-9- glükozid iPA9G

11 Izoprenoid citokininek X1 HHHHtransz-zeatinZ HHHRtransz-zeatin ribozidZR HHHRP transz-zeatin-ribozid- 5’monofoszfát ZRMP HGHHtransz-zeatin-3-glükozidZ3G HHGHtransz-zeatin-7-glükozidZ7G HHHGtransz-zeatin-9-glükozidZ9G HHHAlalupinsavZ9Ala HHHHcisz-zeatincis-Z HHHGcisz-zeatin-9-glükozidcis-Z9G transz cisz

12 Aromás citokininek HHHHN 6 -benziladeninBA HGHHN 6 -benziladenin-3-glükozidBA3G HHGHN 6 -benziladenin-7-glükozidBA7G HHHGN 6 -benziladenin-9-glükozidBA9G HHHAlaN 6 -benziladenin-9-alaninBA9Ala HHHRN 6 -benziladenozinBAR X1

13 Szerkezet és funkció Hormonaktivitás csökken: - 3-as, 7-es N cseréje C-re - 8-as pozícióba N (azapurin) - 2-es, 3-as pozícióban hidroxiláció Hormonaktivitás fokozódik: - N 6 -nál az alkillánc hosszúsága 5 C atomig - a szénlánc telítetlensége - 2-es pozícióban halogén, 9-be, -CH es pozícióban -S-CH 3 csoport

14 A szerkezet és hatás összefüggése Módosított purinvázas citokininek

15 Szerkezet és funkció Hormonaktivitás csökken: - 3-as, 7-es N cseréje C-re - 8-as pozícióba N (azapurin) - 2-es, 3-as pozícióban hidroxiláció Hormonaktivitás fokozódik: - N 6 -nál az alkillánc hosszúsága 5 C atomig - a szénlánc telítetlensége - 2-es pozícióban halogén, 9-be -CH es pozícióban -S-CH 3 csoport

16 A szerkezet és hatás összefüggése Anti-citokininek (pszeudopurin váz)

17 A citokinin receptor

18 Bioszintézis 2i2i 2iPP2iPP 2iPP=Δ2-izopentenil pirofoszfát iPARMP= i-pentenil-adenozin-monofoszfát iPAR= izopentenil adenozin Z = zeatin DHZ = dihidrozeatin

19 Bioszintézis –további lehetőségek

20 Transzfer RNS-ben CITOKININ

21 Bioszintézis helye, habituáció, transzport Szintézis fő helye: gyökércsúcs Szállítás a xilémben Recirkuláció (floem) Reciklizálódás: tavasz / ősz Habituáció: kallusz kultúrák autonómmá válása

22 A citokinin konjugátumok típusai TÍPUSKAPCSOLÓDÁSI HELY Citokinin ribozid és -ribozid-5’-foszfátN-9 Citokinin-N-glükozidN-3, N-7, N-9 Citokinin O-glükozidO-4’ Ribozil-citokinin-glükozidN-9, O-4’ Citokinin-aminosav konjugátumN-9

23 Zeatin konjugátumok

24 A citokininek lebontása

25 A zeatin lebontási folyamata

26 A citokininek kimutatása Immunológiai módszerek ELISA (E nzyme L inked I mmunosorbent A ssay ) RIA (R adio I mmuno A ssay ) HPLC (H igh P erformance L iquid C hromatography ) GC-MS (G as C hromatography - M ass S pectrometry ) ESI (E lectrospray I onization ) MECC (M icellar E lectrokinetic C apillary C hromatography ) Biológiai tesztek + extrakciós technikák pl. SPE (S olid P hase E xtraction )

27 A citokininek kimutatása

28 zeatin kinetin Citokinin koncentráció, log [M] Kallusz növekedése

29 A citokininek kimutatása Xanthium sziklevél teszt Növekedés, % Citokinin koncentráció [M] benziladenin zeatin kinetin adenin

30 A citokininek kimutatása Klorofill retenciós teszt Kinetin koncentráció Klorofill tartalom Kezdeti érték

31 A sejtosztódás szabályozása M -DNS replikáció a S fázisban -Állati sejtben kulcsregulációs pont a G1 -növényi sejt kiléphet a proliferációs ciklusból -két kontroll pont van a ciklusban: a DNS replikáció iniciálása és mitózis iniciálása : G1 és G2 -poliploidia: DNS replikáció mitózis és citokinézis nélkül Hagyma gyökércsúcs sejt interfázisban

32 A sejtosztódás szabályozása citokinin Cdc25 Cdk M S S R G2 G1 citokinin CycD3 Cdk ICK1 Cdk ABA Auxin Citokinin GA E2F Rb E2F Rb Cdc25= foszfatáz Cdk = ciklin dependens kináz CycD3 = ciklin D3 gén E2F = elongációs faktor Rb = retinoblasztóma fehérje ICK= ciklin függő kináz inhibitor

33 Fejlődésélettani hatások Organogenezis szabályozása Sejtmegnyúlás serkentése (sziklevelek) Serkentik a kloroplasztiszok érését (intracelluláris morfogenezis) Jelzik a növény N-ellátottságát Szabályozzák az öregedést Tápanyageloszlás (sink-source viszonyok)

34 Vegetatív szervek organogenezise inokulum kallusz gyökérhajtás nem növekszik IES (mg/l) Kinetin (mg/l)

35 A nitrogén ellátottság hatása

36

37

38

39 Az öregedés szabályozása Tápanyageloszlás ABCD kinetin fiatal öreg - Radioaktív aminosavat a jobb levélfélre helyezték ( ) - Leképezés: autoradiogram

40 A citokinin jelátvitel modellje

41

42

43 citokinin CHASE PM Jelátvétel Foszforiláció Foszfotranszfer protein (AHP) Effektorok Válaszregulátor-A Válaszregulátor-B effektorok fény mRNS transzkripció CRE1 His kináz 1.Citokinin receptor (AHK, CRE1) érzékeli a jelet és foszforilálja a foszfotranszfer fehérjét (AHP) 2.A foszfo-AHP a sejtmagba jut és átadja a foszfátot a B- típusú válaszregulátornak (type-B ARR) 3.A foszforilált B-válasz regulátor aktiválja az A típusú válaszregulátor gének (type- A ARR) transzkripcióját 4.Az A-ARR akkumulálódik és negatív feedback révén represszálja az kört.

44 A citokinin jelátvivők expressziós mintázata

45 Citokininek - máshol Taphrina sp. (boszorkányseprő)

46 Citokininek - máshol Pseudomonas savastanoi

47 Citokininek - máshol Rhodococcus fascians

48 Citokininek - máshol Stigmella aceris

49 Citokininek - máshol Stigmella tiliae

50 Citokininek - máshol Agrobacterium tumefaciens

51 Agrobacterium tumefaciens: t umoros növekedés

52 Protoplaszt-transzformációból nyert kallusz

53 Az A. tumefaciens által termelt opinok

54 Az Agrobacterium transzformáció Agrobacterium Növényi sejt sebzési fenolok Ti-plazmid vir gének indukciója kivágott egyszálú T-DNS vir fehérje vir fehérjék T-DNS integráció sejtmag genom

55 Az Agrobacterium transzformáció +

56 A tumor indukáló Ti-plazmid T-DNS citokinin opin auxin Ti-plazmid Vir gének Ori replikációs startpont opin hasznosítás bal és jobb „border”

57 Agrobacterium Ti-plazmid mutánsok Részlegesen differenciálódott tumor: teratóma Auxin deficiens: „shooty” mutáns (csak hajtáskezdemények) Zeatin deficiens: „rooty mutáns (csak gyökérdifferenciálódás) –(ld. előbb: vegetatív szervek organogenezise)

58 A Ti-plazmidból kifejlesztett bináris transzformációs vektor konstrukció hasítóhely promóter baljobb border szelekciós marker T-DNS KÉSZ VEKTORÜRES VEKTOR E.coli ori A. tumef. ori

59 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Citokininek Pécsváradi Attila egyetemi docens. Citokininek."

Hasonló előadás


Google Hirdetések