CITOKININEK                                             ZEATIN

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

Természetes citokininek transz-ZEATIN

Természetes citokininek

Szintetikus citokininek

Izoprenoid citokininek X2 X3 X4 X5 Név Rövidítés H N6-(D2-izopentenil)adenin iPA R N6-(D2-izopentenil)adenozin iPAR CH3S 2-metiltio-N6-(D2-izopentenil)adenozin MTiPAR RP N6-(D2-izopentenil)adenozin-5’-monofoszfát iPARMP G N6-(D2-izopentenil)adenin-3-glükozid iPA3G N6-(D2-izopentenil)adenin-7-glükozid iPA7G N6-(D2-izopentenil)adenin-9-glükozid iPA9G X1

Izoprenoid citokininek X1 H transz-zeatin Z R transz-zeatin ribozid ZR RP transz-zeatin-ribozid-5’monofoszfát ZRMP G transz-zeatin-3-glükozid Z3G transz-zeatin-7-glükozid Z7G transz-zeatin-9-glükozid Z9G Ala lupinsav Z9Ala cisz-zeatin cis-Z cisz-zeatin-9-glükozid cis-Z9G transz cisz

Aromás citokininek X1 H N6-benziladenin BA G N6-benziladenin-3-glükozid BA3G N6-benziladenin-7-glükozid BA7G N6-benziladenin-9-glükozid BA9G Ala N6-benziladenin-9-alanin BA9Ala R N6-benziladenozin BAR

Szerkezet és funkció Hormonaktivtás csökken: -3-as, 7-es N cseréje -8-as pozícióba N (azapurin) -2es, 3-as pozícióban hidroxiláció Hormonaktivitás fokozódik: -N-6-nál az alkillánc hosszúsága 5-C atomig A szénlánc telítetlensége 2-es pozícióban halogén, 9-be, -CH3 2es pzícióban -S-CH3 csoport

A szerkezet és hatás összefüggése Módosított purinvázas citokininek

A szerkezet és hatás összefüggése anti-citokininek (pszeudopurin váz)

A citokinin receptor

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

Bioszintézis –további lehetőségek

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

A citokinin konjugátumok típusai TÍPUS KAPCSOLÓDÁSI HELY Citokinin ribozid és -ribozid-5’-foszfát N-9 Citokinin-N-glükozid N-3, N-7, N-9 Citokinin O-glükozid O-4’ Ribozil-citokinin-glükozid N-9, O-4’ Citokinin-aminosav konjugátum N-9

Zeatin konjugátumok

Transzfer RNS-ben 3’ 5’ CITOKININ antikodon

A citokininek lebontása

A zeatin lebontási folyamata

A citokininek kimutatása zeatin kinetin Kallusz növekedése -10 -9 -8 -7 Citokinin koncentráció, log M

Citokininek kimutatása Xanthium sziklevél teszt benziladenin Növekedés, % zeatin kinetin adenin Citokinin koncentráció

Citokininek kimutatása Klorofill retenciós teszt Kezdeti érték Klorofill tartalom Kinetin koncentráció

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

A sejtosztódás szabályozása Cyc citokinin citokinin Cdc25 Cdk CycD3 M Cdk CycD3 G2 ICK1 ABA G1 Cdk E2F Auxin citokinin GA Cdk R E2F S S Rb Rb CycD3 = ciklin D3 gén E2F 7 elongációs faktor Rb = retinoblasztóma fehérje Cdc25= foszfatáz Cdk = ciklin dependens kináz

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)

Vegetatív szervek organogenezise inokulum kallusz gyökér hajtás nem növekszik gyökér IES (mg/l) 3 3 0.03 Kinetin (mg/l) 0.2 0.02 1 1 0.2

Az öregedés szabályozása tápanyageloszlás kinetin kinetin A B C D fiatal öreg -Radioaktív aminosavat a jobb levélfélre helyezték -Leképezés: autoradiogram

A citokinin jelátvitel modellje CHASE His kináz PM Jelátvétel PM CRE1 His kináz Foszforiláció Foszfotranszfer protein (AHP) Effektorok Válaszregulátor-B Válaszregulátor-A fény effektorok mRNS transzkripció

Agrobacteruim tumefaciens: tumoros növekedés

Protoplaszt-transzformációból nyert kallusz

Az A. tumefaciens által telmelt opinok

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

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)

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

A Ti-plazmidból kifejlesztett bináris transzformációs vektor konstrukció hasítóhely promóter bal jobb T-DNS border E.coli ori szelekciós marker A. tunef. ori KÉSZ VEKTOR ÜRES VEKTOR

Köszönöm a figyelmet!