Wat is ethyleenbiosynthese?

Ethyleen is een verbinding van koolstof en waterstof met de chemische formule C ₂ H ₄ .Het is een kleurloos gas met een zoete geur die op grote schaal door de petrochemische industrie wordt vervaardigd voor gebruik voornamelijk bij de productie van kunststoffen.Ethyleen wordt ook geproduceerd door planten en werkt als een hormoon dat op verschillende manieren cruciale plantprocessen beïnvloedt.Het is ongebruikelijk dat zo'n klein molecuul actief is als een hormoon.Ethyleenbiosynthese in planten vindt plaats in reactie op verschillende spanningen, waaronder aanvallen door ongedierte en ziekten, droogte en schade aan weefsel.

De effecten van ethyleen op planten zijn veel en gevarieerd.Het bekendste effect is bij het haasten van het rijpen van een soort fruit, bijvoorbeeld appels, bananen en tomaten, maar geen citrusvruchten.Het was sinds de tijd van de oude Egyptenaren bekend dat sommige vruchten sneller konden worden gerijpt door kneuzingen;Het is vaak alleen nodig om één vrucht te kneuzen of te snijden om de rijping van een groot aantal opgeslagen in dezelfde container te versnellen.Ethyleen werd niet geïdentificeerd als de oorzaak van deze reactie tot 1901 en het was pas in de late 20e eeuw dat details van het proces van ethyleenbiosynthese in plantenweefsel werden onthuld.

Ethyleen remt de productie van bloemen in de meeste planten, maar bevordert zaadkieming enKan de ontwikkeling van zaailingen op een interessante manier beïnvloeden, bekend als de 'drievoudige reactie'.Zaailingen gekweekt in donkere omstandigheden en blootgesteld aan ethyleen vertonen een karakteristieke verdikking en verkorting van de stengel, en verhoogde kromming van de apicale haak mdash;Een structuur die het groeiende centrum op het puntje van de stengel beschermt.Ethyleen bevordert ook de vernietiging van chlorofyl, productie van pigmenten genaamd anthocyanines mdash;geassocieerd met herfstkleuren mdash;en veroudering en afwerpen van bladeren.Omdat de verbinding een gas is en mdash;Zoals de meeste hormonen mdash;is effectief bij zeer lage concentraties, het kan gemakkelijk diffunderen door plantenweefsel, en dus de productie van deze verbinding door één plant kan anderen in de buurt beïnvloeden.Ethyleen uit industriële bronnen en automotoren kunnen ook van invloed zijn op planten.

Het uitgangspunt voor ethyleenbiosynthese in planten is methionine, een essentieel aminozuur geproduceerd in de chloroplasten.Dit reageert met adenosinetrifosfaat (ATP) om S-adenosyl-L-methionine (SAM) te produceren, ook bekend als S-Adomet, gekatalyseerd door een enzym genaamd SAM-synthetase.Een verdere reactie zet SAM om in 1-amino-cyclopropaan-1-carbonzuur (ACC), gekatalyseerd door het enzym ACC-synthase.Ten slotte reageert ACC met zuurstof om ethyleen, waterstofcyanide en koolstofdioxide te produceren, gekatalyseerd door het enzym ACC -oxidase.Het waterstofcyanide wordt omgezet in een onschadelijke verbinding door een ander enzym, dus ethyleenbiosynthese geeft geen giftige chemicaliën vrij.

ACC -synthase wordt geproduceerd door planten in reactie op stress, waardoor meer ACC en bijgevolg meer ethyleen worden veroorzaakt.De stress kan de vorm van aanval aannemen door insectenplagen of plantenziekten, of het kan te wijten zijn aan omgevingsfactoren zoals droogte, kou of overstromingen.Auxinische herbiciden, zoals 2,4-dichloorfenoxyazijnzuur (2,4-D), bootsen de werking van dit hormoon na, waardoor ethyleenproductie in veel planten wordt veroorzaakt.Hoewel de exacte werkingswijze van deze herbiciden niet duidelijk is, lijkt het erop dat overmatige ethyleenproductie een rol kan spelen bij plantendood bij gevoelige soorten.

Het doel van ethyleenbiosynthese in planten is vanaf 2011 een gebied van actief onderzoek.Gezien het brede scala aan effecten van dit hormoon, is het waarschijnlijk dat het meerdere rollen heeft.In het geval van zaailingen lijkt het te worden geproduceerd als reactie op resistentie van de grond tegen de zich ontwikkelende zaailing en om groei -reacties te activeren die helptP bescherm het groeiende centrum.Er zijn ook aanwijzingen dat het een rol kan spelen bij ziektebestendigheid;Experimentele studies suggereren dat planten die een ethyleenrespons missen gevoeliger zijn voor sommige ziekten.