🌿 FITOHORMONAS
Citocininas y Giberelinas
Índice
CITOCININAS
🔬 Historia del Descubrimiento
En las décadas de 1940, Johannes van Overbeek, y más tarde F.C. Steward y sus colaboradores, buscaban sustancias que pudieran inducir a las células vegetales a dividirse en cultivos de tejidos.
Se descubrió que las células no se dividían en ausencia de una sustancia que se encontró en el agua de coco.
Se identificó en el maíz la primera citocinina llamada zeatina, originada a partir de la degradación del ARN.
Finalmente, la sustancia activa fue aislada y se le llamó citocinina, porque induce la división celular (citocinesis).
🧪 Estructura Química
Las citocininas naturales pueden definirse estructuralmente como moléculas derivadas de la adenina con una cadena lateral unida al grupo amino del anillo purínico.
🔬 Clasificación Estructural
- • Zeatina
- • Isopenteniladenina
- • Dihidrozeatina
- • Benciladenina (BAP)
- • Kinetina
- • Topolina
🧬 Estructura Base:
Citocinina = Adenina + Cadena lateral (isoprenoide o aromática)
Ejemplo: Zeatina (citocinina natural más importante)
🔄 Biosíntesis y Transporte
📍 Sitios de Síntesis
Las citocininas se sintetizan a partir de derivados de adenina en cualquier tejido vegetal: tallos, raíces, hojas, flores, frutos o semillas, aunque se acepta generalmente que es en las raíces donde se producen las mayores cantidades.
🌱 Condiciones de Producción:
- Diferenciación celular: Hay producción en sitios donde se inicia un proceso de diferenciación
- División celular intensa: Se producen durante procesos de intensa división celular
- Autoinducción: La aplicación externa promueve un mecanismo autoinductor de síntesis
🚀 Transporte
📊 Vía de Transporte:
Transporte Acrópetalo
Ápice de la raíz → Tallos
(A través del xilema en la savia)
⚙️ Modo de Acción y Rol Fisiológico
La citocinina cumple las siguientes acciones a nivel molecular:
🔬 Modo de Acción Molecular:
- 🧬 Unión a cromatina: Se une a la cromatina del núcleo y genera un efecto promotor sobre el ARN y las enzimas
- 🔄 Traducción del ARN: Actúa en la traducción del ARN
- 🔬 Transición celular: Estimula el estado de transición de G₂ a la mitosis
- ⚡ Síntesis proteica: Incrementa la rapidez de síntesis de proteínas
🌿 Rol Fisiológico
División y Diferenciación Celular
Las células jóvenes relativamente no especializadas se transforman en células maduras especializadas. En cultivos de tejidos, interactúan con las auxinas durante la formación de órganos.
Crecimiento Vegetativo
Inducen el crecimiento vegetativo (ramificación). Permiten el crecimiento de brotes y hojas, rompiendo la latencia de yemas axilares, maximizando la actividad fotosintética.
Retraso de Senescencia
Retrasan la senescencia o envejecimiento. Las plantas necesitan un suministro continuo de citocininas desde las raíces para mantener la vitalidad celular.
Control del Ciclo Celular
En conjunción con las auxinas, controlan el ciclo celular. Regulan la entrada en fase G₁ y la transición G₁/M, promoviendo la acumulación de ciclinas.
• Estimula la dominancia lateral
• Retrasa el envejecimiento
• Desarrollo de yemas laterales
• Promueve la división celular
• Formación de tumores (por Agrobacterium)
Diagrama: Rol fisiológico integrado de las citocininas
GIBERELINAS
📚 Historia del Descubrimiento
En la década de 1920, el biólogo japonés Kurosawa estudiaba la "enfermedad de las plántulas tontas", en las que las plántulas jóvenes de arroz adoptan una forma en extremo alta y ahusada, se echan y finalmente mueren.
Kurosawa descubre que un hongo Gibberella fujikuroi causa el crecimiento anormal en plántulas de arroz.
Científicos europeos y estadounidenses conocen los trabajos japoneses sobre giberelinas.
Se demuestra que las giberelinas son producidas tanto por plantas sanas como por el hongo patógeno.
Durante los estudios efectuados en Estados Unidos en la década de 1960, se demostró que las giberelinas son producidas tanto por plantas sanas como por el hongo que causa la "enfermedad de las plántulas tontas", y se determinó que se trata de hormonas que participan en muchas funciones de las plantas.
📊 Datos Actuales:
• +90 giberelinas naturales aisladas de tejidos vegetales
• Muchas son precursoras inactivas
• GA₃ (ácido giberélico) - la más conocida del grupo
🧪 Estructura Química
Las giberelinas deben derivar de la vía del isopreno, considerando como precursor el kauroleno, aunque este a su vez deriva del ácido mevalónico (AMV).
⚗️ Biosíntesis Estructural
Vía de síntesis: Ácido Mevalónico → Kauroleno → Giberelinas
Esta transformación se produce en los proplastidos y no en cloroplastos maduros.
Importante en el crecimiento del tallo
Estructura: C₁₉H₂₂O₆
Comercialmente disponible
También conocida como ácido giberélico
🔄 Biosíntesis y Transporte
📍 Sitios de Síntesis
Su síntesis se produce en todos los tejidos de los diferentes órganos y puede estar afectada por procesos externos como la intensidad luminosa y las horas de luz.
🌱 Principales Sitios de Producción:
De las hojas
Ápices radicales
En desarrollo
🚀 Transporte
📊 Movimiento en la Planta:
Las giberelinas han sido encontradas tanto en el floema como en exudados del xilema, lo que sugiere un movimiento generalmente bidireccional de la molécula en la planta.
⚙️ Modo de Acción y Rol Fisiológico
Las giberelinas actúan a múltiples niveles celulares:
🔬 Modo de Acción Celular:
- 🧬 División Celular: Provocan la división celular al acortar la interfase del ciclo celular e inducir las células en fase G₁ a sintetizar ADN.
- 📏 Elongación Celular: Promueven la elongación al incrementar la plasticidad de la pared y aumentar el contenido de glucosa y fructosa.
- 💧 Expansión Celular: Provocan la disminución del potencial agua, llevando al ingreso de agua en la célula y su expansión.
- 🧪 Nivel Génico: Pueden actuar a nivel génico para provocar algunos de sus efectos fisiológicos.
🌿 Rol Fisiológico
Incremento del crecimiento de tallos
Promueven la elongación celular. Los efectos son evidentes cuando plantas enanas se tratan con estas hormonas.
Germinación de semillas
Interrumpen el período de latencia. Inducen la síntesis de amilasa para degradar el almidón del endosperma.
Procesos reproductivos
Estimulan la floración, especialmente en plantas de día largo. Pueden sustituir el requerimiento de bajas temperaturas.
Desarrollo de frutos
Influyen en el desarrollo del fruto. Aplicadas comercialmente en uvas logran frutos más grandes.
🚜 Aplicaciones Agrícolas
- 🍊 Cítricos: Retrasan la senescencia de frutos.
- 🍇 Uvas: Obtención de frutos sin semilla y alargados.
- 🍎 Manzanos: Aumentan tamaño y longitud.
- 🌾 Caña de azúcar: Incrementan la producción de sacarosa.
- 🥔 Papa: Rompen la latencia del tubérculo.
