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1 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas vegetales: Hormonas vegetales: reguladores del crecimiento y desarrollo

2 CRECIMIENTO: : aumento de tamaño División celular Expansión celular DESARROLLO: crecimiento, morfogénesis, organogénesis Crecimiento Diferenciación celular Muerte celular Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

3 La muerte celular tiene una función importante en el desarrollo y otros procesos en plantas Ejemplo: formación del xilema - pared celular reforzada - sin citoplasma Permite el soporte mecánico y el transporte a larga distancia. Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

4 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Senescencia: fundamental para la abscisión Senescencia: fundamental para la abscisión

5 VASTAGO CRECIMIENTO Primordio hoja Meristema apical Brote axilar Meristema apical DIFERENCIACION CELULAR Células guardianas del estoma RAIZ Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

6 Crecimiento... algunas diferencias entre animales y vegetales La identidad de las células vegetales no depende de linajes celulares, depende de su posición e interacción con otras Totipotencia en plantas Las plantas no remplazan las células muertas, los órganos pueden ser dispensables. Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

7 Totipotencia de células vegetales: en condiciones apropiadas, las células maduras pueden regenerar una planta entera Pérdida de identidad e inhibición del crecimiento mediada por el contacto entre células. Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

8 Fitohormonas: Julius von Sachs en 1887 Señales químicas que permiten la comunicación entre las células Regulan el crecimiento y desarrollo a través de regular los patrones de - división celular - expansión celular - diferenciación celular - metabolismo celular. El efecto depende de: - concentración en el tejido (transporte, síntesis y degradación) - sensibilidad del tejido Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

9 Fitohormonas: Actúan en muy bajas concentraciones Pueden actuar sobre tejidos distantes o cercanos Pueden tener actividad inductora o inhibidora Actúan en general en conjunto Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

10 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas clásicas Hormonas clásicas Auxinas Citoquininas Etileno Acido Abscísico Giberelinas

11 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas clásicas Hormonas clásicas Auxinas Citoquininas Etileno Acido Abscísico Giberelinas

12 Descubrimiento de auxinas Descubrimiento de auxinas Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

13 Auxina: griego auxein,, aumentar, crecer La estructura química se dedujo en 1930: ácido indol acético Derivan del triptófano o de la vía biosintética del triptófano Se sintetizan principalmente en ápices del brote (tejidos en división) y en las raíces, y se transportan de célula a célula (transporte polar) y/o por el floema Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

14 Respuestas fisiológicas a las auxinas (compuestos con un espectro de actividades biológicas similares al AIA) Crecimiento: expansión celular división celular Formación de raíces adventicias Tropismos Desarrollo del sistema vascular Dominancia apical Desarrollo del fruto Inducción de producción de etileno Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

15 Algunas funciones de las auxinas Promueven el crecimiento en tejidos blanco, induciendo la expansión y la división celular Tropismos - Fototropismo Luz unidireccional Se sintetizan en el ápice y se transportan hacia la base por la cara oscura, promoviendo la expansión celular. Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

16 Modo de acción: fototropismo La luz unidireccional induce la distribución lateral de auxina que a su vez estimulan la expansión y la división celular en esos tejidos Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

17 Gravitropismo Los amiloplastos funcionan como sensores de la gravedad e inducen el transporte polar de auxina Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

18 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Dominancia apical

19 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Dominancia apical Acción coordinada auxinas/citoquininas

20 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Formación de raíces adventicias + IAA control

21 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Desarrollo del fruto En frutilla

22 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. El trasporte polar de auxinas requiere energía y es independiente de la gravedad

23 Mecanismo de acción para el transporte polar e inducción de la expansión celular por las auxinas Teoría: acidificación de medio extracelular y activación de expansinas en la pared celular Expansina Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

24 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas clásicas Hormonas clásicas Auxinas Citoquininas Etileno Acido Abscísico Giberelinas

25 Citoquininas Promueven la división celular, formación de callos en presencia de auxinas Actúan en general junto con las auxinas Retrasan la senescencia Inhiben la dominancia apical Cultivo de tejidos con citoquininas y auxinas Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

26 Citoquininas la citoquinina más abundante es la zeatina (de Zea mays), derivada de una aminopurina (adenina) Se sintetiza principalmente en los meristemas apicales de la raíz, hojas en desarrollo y embriones jóvenes Se transporta a los brotes a través del xilema Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

27 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Citoquininas Inhiben dominancia apical en ausencia de auxinas Mutante en percepción de auxinas

28 Promueve división celular Formación de agalla (tumor) por síntesis desmedida y localizada de citoquininas y auxinas a raíz de la infección con la bacteria Agrobacterium tumefaciens Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

29 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Interacción entre Agrobacterium y la planta

30 Diferenciación de raíces por acción de las auxinas Desarrollo de los brotes inducido por citoquininas sólo auxinas auxinas + citoquininas Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

31 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Retraso de la senescencia por la adición de citoquininas

32 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Plantas transgénicas que sobreproducen citoquininas tienen un retraso en la senescencia

33 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas clásicas Hormonas clásicas Auxinas Citoquininas Etileno Acido Abscísico Giberelinas

34 Etileno Promueve la maduración de los frutos (climatéricos) y la senescencia (flores y hojas). Induce la abscisión de las hojas Promueve el crecimiento lateral (pérdida de gravitropismo Respuestas ambientales, patógenos, heridas, estrés abiótico Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

35 FACTORES AMBIENTALES DESARROLLO Patógenos Germinación elicitores Maduración del fruto estrés hídrico Patrón de elongación UV-B del tallo y la raíz anaerobiosis, etc. Senescencia ETILENO Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

36 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

37 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Etileno Promueve crecimiento lateral: importante durante la germinación.

38 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

39 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

40 CONTROL HORMONAL DE LA EXPANSION CELULARLCONTROL HORMONAL DE LA EXPANSION CELULAR aboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

41 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Etileno Promueve la maduración de frutos y la senescencia (flores y hojas). Induce la abscisión de las hojas

42 TRASGENICOS CON SILENCIAMIENTO DE LA ENZIMA ACC OXIDASA Maduración:- hidrólisis de la pared (poligalacturonasas( poligalacturonasas) - pérdida de clorofila - acumulación del pigmento carotenoide licopene - desarrollo del aroma y sabor Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

43 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas clásicas Hormonas clásicas Auxinas Citoquininas Etileno Acido Abscísico Giberelinas

44 Acido abscísico (ABA) Inhibidor del crecimiento (antagonista de auxinas, citoquininas y giberelinas) Tolerancia al estrés ambiental, principalmente estrés hídrico -promueve síntesis de proteínas protectoras -promueve el crecimiento de la raíz (estrés hídrico) -cierre de estomas Dormición: : retraso en el tiempo de maduración de la semilla Induce la senescencia, mediante inducción de etileno Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

45 Estructura química: Anillo alifático, 3 grupos metilo, cadena insaturada con grupo carboxilo terminal Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

46 BAJAS TEMPERATURAS ESTRÉS OSMÓTICO SALINIDAD Producción de ABA DESHIDRATACIÓN CELULAR genes reguladores (Myb, Dreb, etc) y de respuesta (dehidrinas, acuaporinas, etc) Aplicación externa de ABA induce la expresión de genes involucrados en estos tipos de estrés Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

47 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. ABA: cierre de estomas ABA: cierre de estomas

48 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Acido abscísico (ABA) Inhibidor del crecimiento Previene la germinación antes de tiempo (dormición de la semilla) Mutante vivíparo: Insensible al ABA. germinación prematura

49 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Hormonas clásicas Hormonas clásicas Auxinas Citoquininas Etileno Acido Abscísico Giberelinas

50 Giberelinas Familia de diterpenos ácidos Se dividen en giberelinas de 20 átomos de carbono y de 19 átomos de carbono Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

51 Existen más de 100 giberelinas en plantas superiores, pero unas pocas tienen actividad biológica. El resto son precursores o productos inactivos. Las más activas son GA1, GA3 y GA4. GA1 es la más común en plantas. Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

52 Biosíntesis Lugar: frutos, semillas en desarrollo, tejidos jóvenes, regiones apicales de brotes en desarrollo Se sintetizan por la vía de los terpenoides (compuestos por bloques de cinco átomos de carbono denominados isoprenos) CH CH2 C CH CH2 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

53 Efectos Inducción del crecimiento del tallo Regulación de la transición entre la fase juvenil y el adulto Inducción de la floración y la determinación sexual de la flor Inducción de la germinación (pérdida de dormición y movilización del endospermo) Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

54 Efecto: inducción del crecimiento del tallo Promueve la elongación internodal Tejido blanco: meristema intercalado Estimulan la elongación y la división celular Aumenta la extensibilidad de la pared activando la enzima XET (xiloglucano endotransglicosilasa) que causa reordenamientos moleculares en la matriz de la pared celular. Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

55 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias.

56 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Giberelinas Promueve crecimiento del tallo por expansión celular + giberelina

57 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Tratamiento con giberelinas a plantas de arroz + giberelinas

58 Laboratorio de Biología Molecular Vegetal - Facultad de Ciencias. Inducción de la germinación Inducción de la germinación + GA 3 control

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