フィトクロム – ウィキペディア、無料​​百科事典

オート麦からのフィトクロム吸収スペクトル。

FitoChrom 彼は光受容体であり、光やそれの欠如に応じて植物が使用する染料です。色素の最大吸収は、赤と遠くの赤の光に対応する波長にかかっています。多くの植物はフィトクロムを使用して、昼と夜を決定することで咲くのに適した時間を決定します。フィトクロムの個々の形態の含有量の変化により、毎日のサイクルに関連する反応を調節することができます。 FitoChromは、種子の発芽、苗の成長、葉のサイズと形状、クロロフィル合成、および双子葉植物苗のハイポコットまたはエピコテルの矯正も調節します。
フィトクロム分子は染色タンパク質であり、色素に接続されたタンパク質部分で構成されています。

フィトクロムには、すべての高等植物を含むほとんどの植物が含まれており、非常に類似した構造の染料も細菌で検出されました。

青と紫外線スペクトルの範囲の光変化に対する反応である植物反応は、クリプトクロームと光誘導物に属する受容体によって調節されます。

光吸収中に発生するフィトクロム変換に関する2つの仮説。 （p _r – 吸収性赤の形、p _fr – 遠い赤の吸収型、B-タンパク質）。左側 – 切断h ^{+ [初め]} 。右側 – クロロフィルに似たフォームを作成する ^[2] 。

フィトクロムの基本的な形式は、赤の畑の光を吸収する形式です。最大吸収は波長に沿って落ちます：650〜670 nm。人間の目のフィトクロムのこの形態は、ターコイズブルーの色を持っています。
赤色光の量の吸収p _r フォームpに変換されます _fr 、SO -Calledの最大吸収を示します遠い赤（波長705-740 nm）。人間の目のフィトクロムのこの形態は緑がかっています。フォームPによるエネルギー量子の吸収 _fr それをフォームpに変換します _r 。右の長さを吸収するフィトクロム、電磁波は形の1つに変換され、反応は異なる波長によって逆転します。

生化学とフィトクロム [ 編集 | コードを編集します ]

化学的にフィトクロムは、タンパク質に関連する4つのピロールリングの単一の開いたチェーンの形の発色団グループで構成されています。光を吸収する発色団は、染色体タンパク質の立体構造を変化させ、2つの形態のフィトクロムの相互変換を引き起こします。

fitocrome p _fr いくつかの遺伝子の発現を調節するなど、細胞内の多くの反応を開始します。フィトクロムによる細胞代謝を調節するための正確なメカニズムは知られていません。フォームp _r それはサイトゾルで生成され、そこで光の影響の下で、フォームpに変換されます _fr 、細胞核に移動します。この現象は、遺伝子発現の調節にフィトクロムが直接参加することを示唆しています。 Pの形のフィトクロムという仮説があります _fr 転写因子の活性化に影響を与えるキナーゼとして機能します。

フィトクロムに関する研究の歴史 [ 編集 | コードを編集します ]

Fitochromは、1950年代にメリーランド州のUSDA-ARS Beltsville Agricultural Research CenterのSterling HendricksとHarry Borthwickによって発見されました。科学者は、借りた部分と残りの部分で構築された分光器を使用して言及したことで、赤い光が種子の発芽を刺激し、植物の開花を引き起こすのに非常に効果的であることがわかりました。赤い光に対する反応は、遠くの赤で植物の照明を通して逆転する可能性があります。
フィトクロム自身は、1959年に生物物理主義ウォーレンバトラーと生化学者のハロルドシーゲルマンによって分光鏡によって特定されました。
1983年、ピーターキラとクラリアスフィトクロムの研究所が隔離され洗浄され、1985年にフィトクロムをコードする遺伝子のシーケンスが公開されました。

1989年、モノクローナル抗体を使用した分子遺伝学者は、複数の形態のフィトクロムの存在を示しました。エンドウ植物には、緑の植物に存在する暗闇とフォームIIで成長している苗木に存在し、存在します。
ゲノムシーケンスから シロイヌナズナ フィトクロム（PHYA -e）をコードする5つの遺伝子の存在について知られており、イネには3つの形（PHYA -C）のみが存在します。おそらく植物の頻繁な倍数性に関連する多数の1つの双子葉植物でフィトクロムをコードする多くの遺伝子の存在。したがって、たとえば、コーンには、Phya1、Phya2、Phyb1、Phyb2、Phyc1、およびPhyc2の6つの形態があります。これらのフィトクロムのそれぞれには異なるタンパク質成分がありますが、それらはすべて同じ発色団を持っています。 20世紀の80年代後半、Phyaはユビキチンの使用で劣化しました。

1996年、順次シニカゲノムで Synechocystis 植物のフィトクロムとわずかに類似した遺伝子の存在が認められました。ベルリンのジョン・ヒューズとUCデイビスのクラーク・ララリアスは、この遺伝子が実際に命名された染料（CPH1）をフィトクロム特性でコーディングすることを示しました。おそらく、植物性のフィトクロムは、葉緑体遺伝子をtest丸に移すことによって作成されました。

フィトクロムは、他のプロカリオントの細胞にも見られました。 Deinococcus radiodurans 私 Agrobacterium Tumefaciens

の Deinococcus radiodurans フィトクロムは保護染料の産生を調節しますが、 Synechocystis 私 Agrobacterium これらの染料の生物学的役割は不明です。

2005年、ウィスコンシン大学のVierstraとForest Laboratoryは、写真の写真の3次元構造を発表しました。 deinococcus 。タンパク質鎖は、異常な形の構造を作成することが判明しました。

遺伝子工学におけるフィトクロムの使用 [ 編集 | コードを編集します ]

1989年頃、いくつかの研究所は、異なるフィトクロムの量の増加を含むトランスジェニック植物を入手しました。すべての場合において、得られた植物には短い茎と濃い緑の葉がありました。
イギリスのレスター大学のハリー・スミスと同僚は、遠い赤を吸収するフィトクロムの発現の増加が、植物の陰影に対する反応の変化を引き起こすことを示しました。変化の結果は、高さの成長に少ないリソースを充て、種子を栽培し、根系を開発するために、より多くの資源を捧げることです。この効果は、たとえば、草がよりゆっくりと成長し、刈り取りや作物植物を必要としない芝生で実際に使用できます。