Как действует фитохром

Что касается того, будет или нет протекать светозависимая реакция, то это определяется спектром света, которым освещали растение последний раз. Так, после последовательного освещения дальним красным, красным, дальним красным и снова красным светом фитохром останется в Ргг-форме и будет, следовательно, инициировать ответную реакцию. Вместе с тем после освещения красным, дальним красным, красным и опять дальним красным фотореакция не инициируется, поскольку последним в данной цепи было освещение дальним красным светом и фитохром остался в неактивной Рг-форме. Для того чтобы фотореакция произошла, необходимо освещение красным светом в течение очень короткого промежутка времени (порядка нескольких секунд или даже менее) хотя бы части растения (например, одного листа). Действие красного света в некоторых случаях может быть сведено на нет обработкой дальним красным светом даже по прохождении значительного времени (2—3 ч). [c.370]

Основная задача настоящего обзора состоит в попытке разобраться в противоречивых экспериментальных данных, касающихся механизма физиологического действия света через фитохром. Однако, поскольку до сих пор на русском языке не было опубликовано сводок на эту тему, мы сочли необходимым кратко изложить историю вопроса и дать представление о современных направлениях исследования фитохрома. [c.66]

Некоторые сведения, подтверждающие эти соображения, будут рассмотрены при обсуждении действия света через фитохром на обмен веществ. [c.76]

Таким образом, на основании приведенных данных можно, по-видимому, сделать лишь один вывод — действие фитохрома на растение осуществляется не через ИУК. Изменение содержания ИУК в растении под влиянием облучения КС происходит параллельно с другими морфофизиологическими изменениями и не является первичным. Возможно, что в отдельных случаях ИУК и фитохром действуют если не аналогичным, то во всяком случае сходным образом, но конкретные сведения об этом отсутствуют. [c.78]

Фитохром может действовать при довольно широком диапазоне уровней освещенности от единичных фотонов до яркого солнечного света, причем каждый из процессов достигает насыщения при разной интенсивности света. Тем не менее почти во всех таких процессах действие света совмещается с воздействием других факторов окружающей среды, а кроме того, во всем этом принимают участие молекулы одного или более регуляторов роста растений. [c.436]

Гипотеза о том, что фитохром действует а уровне мембран, подкрепляется также прямой демонстрацией включения фитохрома и его функционирования в искусственных липидных мембранах (см. гл. 2). Облучение таких мембран красным и дальним красным светом вызывает большие изм енения в их электрическом сопротивлении (рис 11.19). Это говорит в пользу того . [c.354]

СПЕКТРЫ ДЕЙСТВИЯ И ФИТОХРОМ [c.176]

Спектры действия и фитохром 177 [c.177]

Спектры действия и фитохром 179 [c.179]

Вместе с тем одной из реакций, находящихся под контролем фитохрома, является свертывание листьев мимозы с наступлением темноты. Весь процесс завершается через 5 мин — это время слишком мало, чтобы мог осуществляться контроль на уровне транскрипции. Данный факт, а также то обстоятельство, что какое-то количество фитохрома оказывается прочно связанным с мембранами, привели к предположению, что первичное действие фитохрома сводится к изменению свойств мембраны. Какая из форм — Pr или Pfr — ответственна за это воздействие, не вполне ясно более вероятным кандидатом на роль активной формы представляется Pfr. Согласно недавно высказанному предположению, фитохром, содержащийся в мембранах пластид, способствует высвобождению гибберелинов, находящихся внутри пластид [158а]. [c.70]

Многочисленные примеры фототаксиса были обнаружены у водорослей, динофлагеллят, грибов и бактерий описано также зависимое от света движение хлоропластов в клетках водорослей. Предполагают, что у разных организмов в фотореакциях принимают участие сразу несколько пигментов или групп пигментов, действие которых обусловлено их спектрами действия. В число таких пигментов входят хлорофилл, бактериохлорофилл, каротиноиды, билипротеины, фитохром и рибофлавин. К сожалению, более подробная их идентификация пока не проводилась. [c.374]

Хендрикс и Бортвик [74, 75] предположили, что фитохром является фоторецептором в обеих фотореакциях образования антоциана. Однако исследования спектра действия и свойств фитохрома in vivo опровергли эти предположения. [c.353]

В темноте фитохром находится в неактивной стабильной форме, обозначаемой Реео, с максимумом поглощения 660 нм. При освещении светом этой длиной волны он в результате фотохимической реакции превращается в активную в биохимическом отношении форму, обладающую максимумом поглощения 730 нм. Эта форма нестабильна и в темноте медленно переходит в исходную. Можно снять положительное действие красного света 660 нм) с помощью освещения дальним красным светом 730 нм), т. е. Р730 фотохимически превращается в неактивную форму Рббо [c.52]

В четырех статьях, открывающих сборник, обсуждаются возможные связи между действием регуляторов роста на рост растений и нуклеиновым обменом, причем айторы двух первых статей склоняются к мысли, что регуляторы роста способны вызывать изменения в структурах нуклеопротеидов. Большую ценность представляет единственный в отечественной литературе обстоятельный обзор по фитохрому, написанный М. Б. Штернберг. Автор полагает, что действие фитохрома на систему регуляции, включающую нуклеиновые кислоты, иное, чем у фитогормонов. В статье М. Я. Школьника впервые делается попытка обобщить [c.3]

Как же подойти к объяснению действия света через фитохром, если иметь в виду не только различ1ную природу регулируемых им реакций, но и разный знак и характер ответа на воздействие, в зависимости от видовой и даже сортовой принадлежности, а у одного и того же растения — также от возраста [c.74]

Сейчас мнения сех исследователей сходятся в одном — фитохром не может действовать непосредствегано на эти различные реакции, должен быть какой-то общий ггервичный этап, через который проходит воспринятое фитохромом световое раздражение. Теоретически можно представить следующие возможности действия фитохрома 1) через эндогенное ростовое вещество 2) через общее звено в обмене веществ 3) через общую для всех реакций систему регуляции. [c.74]

Проследив действие кратковременного облучения КС на рост почки и на накопление ингибитора оксидазы ИУК, Фуруя и Томас (Furuya, Thomas, 1964) обнаружили, что синтез ингибитора начинается лишь после 4-часового лаг-периода и требует значительно большей энергии, чем стимуляция роста почки. На этом основании авторы пришли к выводу, что фитохром действует на оба процесса — рост почки и синтез флавоноида — параллельно, а не через флавоноиды на рост. По неопубликованным данным (письмо Фуруя в Институт физиологии растений), новейшие опыты не подтвердили полученных ранее результатов об изменении содержания производных кемпферола при освещении. [c.78]

Многие клетки растений способны отвечать на изменения интенсивности и направления света, меняя расположение своих хлоропластов. При слабой освещенности хлоропласты стремятся выстроиться в мопослой, перпендикулярно источнику света и таким образом до предела увеличивают поглощение света. Высокие уровни освещенности индуцируют перемещение хлоропластов и их выстраивание вдоль клеточных стенок, параллельных падающим лучам, что уменьшает действие света (рис. 20-54). Молекулярный механизм такого передвижения изучался на примере весьма необычной водоросли. Mougeotia - это зеленая водоросль, у которой в каждой клетке цилиндрической формы имеется только один плоский хлоропласт. При изменении условий освещения хлоропласт поворачивается и изменяет свою ориентацию таким образом, чтобы лежать вдоль падающих лучей или перпендикулярно к ним в зависимости от силы света. В качестве фоторецепторов, индуцирующих подобный ответ, выступают фитохром (см. разд. 20.5.7) и рецептор синего света, расположенный либо на плазматической мембране, либо непосредственно рядом с ней. Освещение этих рецепторов микропучками света приводит к [c.424]

Затем Бортвик и Хендрикс изучили влияние дальнего красного света на реакции цветения и диэтиолирования, вызываемые красным светом. И здесь была обнаружена обратимость К — ДК (рис. 11.8). Это позволило предсказать, что существует один активный пигмент в двух взаимно фотообратимых формах, одна из которых образуется под действием красного, а другая— дальнего красного света (рис. 11.9). Обратимые, сдвиги поглоще,ния при 660 и 730 нм вслед за облучением соответственно красным и дальним красным светом дали возможность легко выявлять пигмент и измерять его количество, особенно в этиолированных растениях, где экранирование хлорофиллом не создает затруднений (см. ниже). Вскоре пигмент был обнаружен в экстрактах растений, сконцентрирован, очищен, подвергнут анализу и частично охарактеризован. Его назвали фитохромом (от греческих слов, означающих растение и краситель ). Его две формы были названы соответственно Фк (фитохром. [c.336]

Знание того, где находится фитохром в растении, конечно,, помогло бы нам понять механизм его действия, и для получения этой информации было использовано несколько методов. Самые подробные данные о распределении фитохрома на уровне световой микроскопии получены нами с помощью метода иммуноцитохимии— с использованием антител, синтезируемых в организме животного после введения ему в кровь чужеродного белка. Кролики, которым вводят выделенный из растительной ткани фитохром, синтезируют антифитохромный иммуноглобулин. Это вещество после очистки специфически связывается с фитохромоМ в срезах растительной ткани. Присутствие здесь иммуноглобулина можно выявить благодаря связыванию другого его конца с ферментом пероксидазой, при действии которого на субстрат образуется нерастворимый окрашенный продукт. Распределение фитохрома в молодых побегах ячменя, выясненное этим методом, показано на рис. 11.15. [c.349]

Онтогенетические реакции, такие как инициация цветения, прорастание семян и деэтиоляция, несомненно, связаны с радикальными сдвигами в химизме, структуре и функции растительных клеток. Эти сдвиги в свою очередь зависят от изменения активности многих ферментов, а также от синтеза новых ферментов. Так как ферменты представляют собой белки и их синтез определяется процессами трансляции и транскрипции, состояние фи- тохрома должно влиять или на ка-кой-то один из этих процессов, или на оба. Мы не знаем, как фитохром осуществляет это влияние. Он мог бы связываться с ядерным хроматином, оказывая таким образом прямое воздействие на синтез РНК и белка его влияние могло бы быть и более тонким, возможно, связанным с изменениями в компартментации ионов внутри клетки и как следствие — в ч интезе белка. Однако контроль белкового синтеза — не единственный способ действия фитохрома, так как многие регулируемые фитохромом процессы не зависят от синтеза белка и осуществляются слишком быстро. [c.352]

ЧТО конформационные изменения хромофора фитохрома могут одновременно изменять и структуру мембраны. Другие, более медленные и отдаленные эффекты фитохрома, такие как активация генов и онтогенетические изменения, вероятно, могут быть следствием этого инициирующего события но возможно, что фитохром сразу действует не в одном направлении. Как мы увидим в следующей главе, не все контролируемые фитохромом реакции локализованы в пределах одной клетки в некоторых случаях облучение одной части растения влияет на развитие органов, находящихся на некотором расстоянии. Определенные реакции такого типа, контролируемые фитохромом, происходят в этиолированных тканях, но самые яркие примеры касаются фотопериодичеокой индукции цветения, клубнеобразования и покоя (см. гл. 12). Любая гипотеза о механизме действия фитохрома должна объяснять не только локальные, но и пространственно отдаленные реакции. [c.355]

Таким образом, окончательная форма зеленого растения, обусловленная в целом его генами, определяется при участии света, который действует через различные фоторецепторы. Фитохром может регулировать прорастание семян, деэтиоляцию, цветение, опадение листьев и старение. Протохлорофилл регули- [c.355]

Форма и структура растения частично определяются солнечной радиацией, падающей на растение. Фитохром — билипротеиновый пигмент, вероятно локализованный в мембранах растения, — изменяет свою форму и светопоглощающую способность под действием света. Одна форма, Фк, по глощает главным Образом красный свет с длиной волны одоло 660 нм и при этом превращается в другую фар му, Фдк, поглощающую преимущественно в дальней красной области (около 730 нм). Фдк не стабилен и в темноте медлен- [c.356]

Давно замечено, что большинство растений на определенной географической широте ежегодно зацветает примерно в одно и то же время —мы привыкли к тому, что фиалки появляются весной, розы —летом, а хризантемы — осенью. Цветение этих и многих других растений контролируется фотопериодом, в измерении которого участвуют как фитохром, так и ритмические процессы. Чтобы выяснить роль каждого из них, чувствительные к фотопериоду растения помещали на необычно долгое время в темноту, прерываемую в определенный момент кратковременным воздействием красного света. У короткодневного растения henopodium rubrum облучение красным светом в определенные фазы темного периода способствует зацветанию, а в другие фазы — подарляет его (рис. 12.11). Из этого следует, что в зависимости от фазы темного периода Фдк может либо благоприятствовать зацветанию, либо его ингибировать. Фазы, в которые активирующее действие фитохрома Фдк максимально, отстоят друг от друга на 24 ч, так же как и фазы наибольшего ингибирующего действия. Это говорит о том, что чувствительность к Фдк изменяется с околосуточной периодичностью. [c.370]

Закручивание активируется светом, но в отличие от стимуляции движений листьев у никтинастических растений фитохром здесь, по-видимому, не участвует. Действие света, вероятно, прямо связано с потребностью в АТФ, образующемся при фотосинтезе, так как свет частично можно заменить добавлением АТФ к инкубационной среде, на которой плавают усики. Во время закручивания отмечено образование больших количеств ADP и Pi в результате гидролиза АТР. [c.402]

Как известно, сопоставление спектров действия со спектрами поглощения пигментов позволяет судить о молекулярной природе активных хромофоров. К настоящему времени изучены спектры действия фототаксисов ряда организмов. В противоположность зрительным фототаксические пигменты различных биологических объектов имеют различную природу. Это хлорофилл а, фикоцианин и фикоэритрин у водорослей каротиноиды у водорослей и простейших бактериохлорофилл у бактерий фитохром у хлоропластов некоторых водорослей. [c.155]

Выделение фитохрома из растений явилось крупным событием в фотобиологии. Фитохром представляет собой хромопротеид с молекулярным весом около 120 ООО. В некоторых работах приводятся и другие значения от 60 ООО до 240 ООО, что может быть обусловлено процессами агрегации и дезагрегации субъединиц хромопротеида. Действительно, в работах Бриггса описан эксперимент, в котором фитохром под действием протеаз распадался на компоненты без потери ими биологической активности. Показано, что макромолекула фитохрома имеет форму эллипсоида с отношением длины осей 10 1. В составе фитохрома около 4% углеводов. Полагают, что к белковому носителю, не содержащему дисульфидных мостиков, присоединен тиоэфирной связью билитриеновый хромофор — разомкнутый те-трапиррольный цикл [c.177]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология