CITOQUININASCITOQUININAS
1892 Weisner (Observaciones y Teorías) Sugiere existencia de compuesto que regula la división celular.
1913/1921 Haberlandt Extracto de floema induce división celular en parénquima de tubérculos de papa y heridas Si herida es lavada con agua, no se forma callo
– XLT: compuesto soluble Define término: totipotencia
1950 Skoog (U. Wisconsin)
Estudiaba brotación de novo en tallos de tabaco cultivados in vitro
Respuesta muy variable > in vitro shoots en medio de cultivo
Prueba agua de coco – Steward at Cornell investiga componentes- que no interfiera
Skoog 1500 m en Suecia 1932 contactó depto de Bioq. 1952 reportan fracción de agua de coco 4.000 x mas activa, estable a temp, no volatil, orgánico
1951 Carlos Miller
Beca en grupo de Skoog. Busca en extracto de levadura actividad promotora de brotación. Encontró cultivo (botella) con alta actividad promotora en tallos de tabaco, no las otras, Observó que actividad precipitaba con AgNO3, igual q purinas y pirimidinas y probó estas individualmente pero no hubo resp. pero la duda persistió x reporte de skoog de auxinas + adenina promovían división. Probó diferentes fuentes de ADN entre ella Herring Sperm (arenque) y tenía alta actividad y precipitaba con AgNO3!
HISTORIA
Se compró HS pero no tenía actividad. Cuando HS se puso “viejo” empezó a mostrar activdad. Probó si autoclavando favorecía el envejecimiento y así fue. El compuesto se logró purificar
1955 Miller et al– Describen actividad en artículo. Y proponen ue se denomine kinetina.– El grupo de Steward encontró en coco a difenilurea
Historia cont.Historia cont.
1957 Skoog y Miller Proponen teoría del crecimiento y desarrollo: este es controlado
por la relación de auxina y citoquininas (kinetina). Callos de tabaco.
1956 Skoog y Liberman Observan que kinetina aumenta el tamaño de las hojas
1958 Wickson y Thimann Observan que kinetina rompe dominancia apical en Pisum
sativum y rompe letargo de semillas de lechuga, tabaco, trévol otros.
1962 Oberbeek and Loeffler Kinetina alarga vida de vegetales al reducir tasa de
descomposición de proteínas
1963 Letham Australia y Miller en US primeros en aislar citoquinina de plantas, ambos en granos de maíz.
ZEATINAZEATINA
DefiniciónDefinición
Sustancia que en presencia de Sustancia que en presencia de una concentración óptima de una concentración óptima de auxina, induce división celular en auxina, induce división celular en cultivos in vitro de médula de cultivos in vitro de médula de tabacotabaco
BioensayosBioensayos
Inducción de división en células de Inducción de división en células de médula de tabacomédula de tabaco
Inducción de división en células de Inducción de división en células de callo soyacallo soya
Expansión de células de cotiledones de Expansión de células de cotiledones de rábano rábano
Inhibición de la senescencia medido Inhibición de la senescencia medido por reducción de degradación de la por reducción de degradación de la clorofila.clorofila.
Citoquininas naturalesCitoquininas naturales
AdeninaAdenina Zeatina (trans y cis)Zeatina (trans y cis) Dihidro-zeatinaDihidro-zeatina Dimetilalil adenina (DMAA)Dimetilalil adenina (DMAA) Isopentenil adeninaIsopentenil adenina
CitoquininasCitoquininas
NaturalesNaturales
Ribosido-Z Ribotido-Z
tRNA
Citoquinas sintéticasCitoquinas sintéticas
KinetinaKinetina Benzyl-adeninaBenzyl-adenina Tetrahydropyranyl-benzyl-Tetrahydropyranyl-benzyl-
adeninaadenina
AnticitoquininasAnticitoquininas
Actividad comparadaActividad comparada
Factores de Factores de SensibilidadSensibilidad
RECEPTIVIDAD cambio en número de receptores
AFINIDAD cambio en receptores por modificaciones covalentes o
cambios alostéricos causados por unión de una molécula al receptor
CAPACIDAD DE RESPUESTA cambios en la cadena de eventos posteriores
a la unión del RC al receptor
EFICIENCIA DE ABSORCION cambios en el sistema de absorción de RC
METABOLISMO degradación endógena
Sitios de síntesisSitios de síntesis
RaícesRaíces Meristemos de raíz y talloMeristemos de raíz y tallo CambiumCambium Tejidos de almacenamiento Tejidos de almacenamiento
(conjugados)(conjugados) Tejidos en crecimientoTejidos en crecimiento
– SemillasSemillas– FrutosFrutos– RaícesRaíces– Yemas lateralesYemas laterales– Endospermo líquidoEndospermo líquido
Biosíntesis Biosíntesis
Ru
ta d
el A
cid
o M
evaló
nic
o
Síntesis a partir de Síntesis a partir de tRNAtRNA
1.1. En tRNA predomina isómero cis En tRNA predomina isómero cis y en la planta predomina transy en la planta predomina trans
2.2. En callos de tabaco que no En callos de tabaco que no necesitan ck para crecer la tasa necesitan ck para crecer la tasa de degradación de tRNA-z no es de degradación de tRNA-z no es suficiente para mantener el nivel suficiente para mantener el nivel de ck libre observadode ck libre observado
ConjugaciónConjugación
Combinación reversible de citoquininas Combinación reversible de citoquininas con diferentes compuestos y se usan en con diferentes compuestos y se usan en momentos específicosmomentos específicos
Se almacenan en vacuolas ySe almacenan en vacuolas y//o ret. o ret. endopl.endopl.
Compuestos son transportablesCompuestos son transportables Tipo de conjugación depende de especie Tipo de conjugación depende de especie
y de etapa del desarrolloy de etapa del desarrollo Se puede combinar con:Se puede combinar con:
Glucosa, ribonucleósidos y ribonucleótidosGlucosa, ribonucleósidos y ribonucleótidos
ConjugaciónConjugación
Intermediarios en síntesis?
CatabolismoCatabolismo
Remoción irreversible de Remoción irreversible de citoquininascitoquininas
Vía Citoquinina oxidasaVía Citoquinina oxidasa
Isopentenil adenina adenina 3 metyl-2-butenal+Citoquininaoxidasa
N-conjugación
UREA
ZEATINA
Ribonucleótido de zeatinaRibonucleótido de zeatina– Forma más común de transporteForma más común de transporte
BidireccionalBidireccional
TransporteTransporte
HomeostasisHomeostasis
Auxina
Auxina
Conjug. de AuxinaMetabolitos Inactivos
Adenina y derivados de adenina
Ck oxidasa
Precursores de citoquinina
AMPIsopentenylpirofosfato
Citoquininas activas Conjugados inactivos
Zeatina, ribosido de ZIsopentenyladeninaIsopentenyladenosina
7 y 9 N-glucósidos
O-glucósidosB-glucosidasa
Efectos FisiológicosEfectos Fisiológicos
En combinación con auxinas regulan la En combinación con auxinas regulan la relación parte aérea:raizrelación parte aérea:raiz
Regula dominancia apicalRegula dominancia apical– Activa crecimiento de yemas lateralesActiva crecimiento de yemas laterales
Induce divisiInduce división celularón celular Induce formación de órganos in vitroInduce formación de órganos in vitro Retarda senescencia de hojasRetarda senescencia de hojas En combinación con etileno y luz regula En combinación con etileno y luz regula
el crecimiento de dicots en la oscuridadel crecimiento de dicots en la oscuridad
División CelularDivisión Celular
Auxina
Agostino y Kiever, 1999
Auxinas
CitoquininasSacarosa
Señales específicasRegulación metabólica
División celular y División celular y giberelinasgiberelinas
•mRNA de cdc activada por Giberelinas
•mRNA de ciclina•Síntesis de DNA•Acumulación de células en G2• Alista células para entrar a M
Citoquininas y morfogénesis
A. Reyes
SenescenciaSenescencia
Agrobacterium Agrobacterium tumefacienstumefaciens
Otros efectos Otros efectos fisiológicosfisiológicos Estimula pérdida de agua por Estimula pérdida de agua por
transpiracióntranspiración Elimina dormancia en algunas Elimina dormancia en algunas
semillassemillas Estimula formación de tubérculosEstimula formación de tubérculos
Genética MolecularGenética Molecular
Respuesta molecular asociada al crecimiento1. Receptor2. Transducción3. Respuesta
Rápida1. Bomba de protones2. Secreción
4. Respuesta Lenta1. Activación de
proteínas reguldoras
2. Síntesis de mRNA3. Síntesis de
proteínas de crecimiento
Sistema de dos Sistema de dos componentescomponentes
Kakimoto, 2003
Genes asociados a auxinasGenes asociados a auxinas
Structures of cytokinin receptors and other proteins of the cytokinin signalling pathway. Amino acids that participate in the phosphorelay are circled. Other characteristic consensus motifs are also indicated. Mutations that lead to loss of function in CRE1/AHK4 are shown below the CRE1/AHK4 structure [17,20]. Abbreviations: aa, amino acids; AD, acidic domain; CHASE, cyclases/histidine kinases associated sensory extracellular; GARP, DNA-binding motif; HK, histidine kinase; LB, putative ligand binding domain; NLS, nuclear localisation signal; OD, output domain; RD, receiver domain; RLD, receiver-like domain; TM, transmembrane domain. Domains are according to [12,27,34,38].
A longer open reading frame of CRE1 coding for additional 23 amino acids at the N-terminal end was also identified
Kakimoto, 2003
Tipo B: activador de TC no influenciado por ck
Tipo A: represor de TC, influenciado por ck
Type A no fosforilado inhibe la TC inducida por Tipo B, su fosforilación permite TC de Tipo B.
Tipo B sintetiza Tipo A (autoregulación)
ARR: arabidopsis response regulator
Fig. 1. Model for the cytokinin multistep two-component circuitry through histidine (H), and aspartate (D) phosphorelay, involving histidine-kinase receptors (HK), phosphotransfer proteins (HPT), a “pseudo–HPT” with an asparagine (N) instead of the D, and A-type and B-type RRs. Each signaling step is executed by a family of genes that largely act redundantly, as illustrated.
B Müller, J Sheen Science 2007;318:68-69