Outros Hormônios Vegetais Brassinosteroides, poliaminas, Acido

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DA AMAZÔNIA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS (ICA)
Fisiologia Vegetal
Outros Hormônios Vegetais:
Brassinosteróides, Poliaminas,
Ácido Jasmônico e Salicílico
FISIOLOGIA VEGETAL
Prof. Dr. ROBERTO CEZAR LOBO DA COSTA
 O QUE SERIAM HORMÔNIOS?
Substâncias secretadas diretamente por células de glândulas ou de
órgãos endócrinos (em animais); hormônio de plantas são chamados
fitormônios; eles agem em pequenas quantidades sobre os tecidos ou
órgãos específicos (alvos do hormônio).
 O QUE SERIAM REGULADORES DE CRESCIMENTO?
Entidade química, endógena ou sintética que altera o processo de
crescimento das plantas em concentração muito baixa para causar o
efeito esperado.
OBJETIVO
Ter uma básica compreensão do que seriam esses outros
reguladores
de
crescimento:
Brassinosteróides,
Poliaminas, Ácido Jasmônico e Salicílico; saber qual a
importância deles no crescimento e desenvolvimento dos
vegetais e, ainda a biossíntese de cada um.
INTRODUÇÃO
• Existência de grande produção de compostos
orgânicos por parte das plantas.
• Relação: controle e desenvolvimento
• Hormônios
vegetais
clássicos:
auxinas,
citocininas,
giberelinas, o etileno e o ácido
abscisico (bastante estudados nos últimos 50
anos).
• Mais recentemente: descrição de outros
compostos: brassinosteróides, as Poliaminas, o
ácido jasmônico e o ácido salicílico.
• Dúvida quanto a
hormônios vegetais.
classificação
deles
como
Os Brassinosteróides (Br)
 Déc. 60: hipótese do rápido crescimento do grão de
pólem (associação à presença de promotores de
crescimento)
descoberta dos brassionosteróides.
 Extrato de Brassica napus: Indução de um rápido
alongamento de internós de caule de feijão (resposta
 da giberelina).
 1979
Novos estudos com Brassica napus:
isolamento e identificação do 1º esteróide regulador
de plantas (brassinolídeo).
BRASSINOSTERÓIDES
 Br
efeito biológico com contrações baixas.
 Ampla distribuição no reino vegetal: Encontrados
nas algas, gimnospermas, mono e dicotiledôneas,
botões florais, grãos de pólen, folhas, sementes,
frutos, caules ou gemas.
 Nas raízes essas substâncias ainda não foram
observadas.
BRASSINOSTERÓIDES (BIOSSÍNTESE)
 Os Brassinosteróides
derivados do esteróide
vegetal campesterol (após reação de redução e
oxidações).
 O campesterol é reduzido a campestenol, e este
oxidado a catasterona e a teasterona (precursores
do brassinolídeo).
 Os inúmeros Br: Diferem estruturalmente por
serem esteróides com 27, 28 ou 29C em sua
estrutura (brassinolídeos 28C atividade biológica).
BRASSINOSTERÓIDES
Red.
Oxid.
Fonte: KERBAUY, 2004
Via esquemática da biossíntese dos brassinosteróides (Fonte: KERBAUY, 2004)
BRASSINOSTERÓIDES
Funções:
• Alongamento de caules
• Plantas mutantes: células (sug. env. no along. cel).
• Br e auxinas apresentam efeitos similares, mas nas
raízes o Br age de forma diferente: Enquanto o AIA
estimula e o Br inibe o seu crescimento.
• Crescimento do tubo polínico;
• Desenrolamento das folhas de gramíneae;
•Reorganização de microfibrilas de celulose;
• Importantes na diferenciação do xilema: observado
em Zinia elegans.
BRASSINOSTERÓIDES
 Reconhecimento do Br como hormônio vegetal
endógeno ainda é incerto.
 Motivo: Similaridade de seus efeitos à auxinas.
 Sua aplicação, além disso, resulta em fenótipos
com interações complexas entre hormônios
clássicos: AG, ABA, etileno e citocinina.
POLIAMINAS(PAs)
 Encontradas em todas as células: Tanto animais
quanto vegetais.
A partir da déc.80: O papel da PAs passou a ser
investigado, embora seja um dos mais antigos
compostos orgânicos conhecido pela ciência.
 Tipos
de
poliaminas:
Putrescinas-Put
e
Cadaverina(diaminas), espermidinas-Spm(triaminas)
e Espermidinas-Spd(tetraminas).
Putrescinas-Put e Cadaverina(diaminas)
Fonte: web.educom.pt/luisperna
 O cheiro da morte... uma boa definição para estas
duas aminas: cadaverina e putrescina, são produtos
de decomposição de alguns aminoácidos encontrados
em animais. São tóxicas e possuem um odor
delicioso-para os urubus!
Espermidinas-Spd(triaminas).
Fonte: web.educom.pt/luisperna
 O odor do sémen deve-se à presença de outra
amina - espermidina!
POLIAMINAS
 Apesar de estarem envolvidas em um grande nº
de processos do desenvolvimento vegetal.
 E terem participação direta e indireta em várias
vias metabólicas essenciais para o funcionamento
celular.
 Elas são necessárias em concentrações maiores a
que os hormônios convencionais para produção do
mesmo efeito.
 Por isso, há
hormônio vegetal.
discussões
em
considerá-las
POLIAMINAS
 Tem grande importância em
eucariontes e plantas superiores.
procariontes,
 Mutantes que perderam a habilidade de sintetizálas ( apresentando crescimento e desenvolvimentos
alterados).
 Adição de PAs nesses mutantes restaura os
padrões normais de crescimento e desenvolvimento
(evidência do papel essencial das Pas para todas as
células).
POLIAMINAS
 Substâncias inibidoras [-difluorometilornitina e
- difluorometilarginina]
ação direta e
especifica nas principais enzimas da síntese de
Pas
(ornitina
descarboxilase
e
arginina
descarboxilase provocam ou estagnação do
crescimento e desenvolvimento.
POLIAMINAS
Biossíntese em plantas
 Putrescina: sintetizada a partir da L-arginina
(através de 2 vias metabólicas):
1º. Envolve a L-ornitina, obtida pela ação da ornitina
descarboxilase(ODC).
2º. Envolve a agmatina, obtida pela ação da arginina
descarboxilase(ADC)-modulada pela luz na maioria
dos tecidos.
Obs: Essas rotas podem variar dependendo da
espécie ou de outros fatores (Ex: Formação de
putrescina através da ADC em resposta ao estresse ).
Descarboxilase da
Agmatina
Descarboxilase da ornitina
(AdoMet)
Transfere aminopropil da Sadenosilmetionina
descarboxilada para seu
substrato
(dAdoMet)
Transfere aminopropil da Sadenosilmetionina
descarboxilada para seu
substrato
Fonte: KERBAUY, 2004
Via esquemática da biossíntese das poliaminas. O composto L-arginina
origina duas vias: a da L-ornitina e a da agmatina, que são precursores das
poliaminas(putrescina, espermidina e espermina). As poliaminas e o etileno
compartilham o precursor 2S-adenosilmetionina. As substâncias DFMA(fluorometilornitina e - difluorometilarginina são inibitórias da síntese das
poliaminas.
POLIAMINAS
Funções celulares:
 Podem ser encontradas em :
Vacúolos;
Mitocôndrias;
Cloroplastos;
 Principalmente associadas à paredes celulares
nas formas livres ou conjugadas com ácidos
fenólicos (ác. Cinâmico, ferúlico ou p-cumárico).
 Conjugados podem constituir, eventualmente, até
90% do total das PAs nas células.
POLIAMINAS
Funções celulares (cont.):
 As PAs, sendo policatiômicas afetam o pH celular.
 Podem estabilizar a dupla hélice da estrutura do
DNA e as membranas.
 Estimulatórias da síntese de macromoléculas
(proteínas), e síntese das cinases e da frutose-1,6bifosfato.
POLIAMINAS
Funções no desenvolvimento vegetal
 Divisão e alongamento celular.
 No enraizamento e formação de turbérculos.
 Substitutas
do
tratamento
com
auxinas
(eventualmente),
sugerindo
atividade
como
mensageiro secundário dessa classe hormonal.
 Podem afetar a iniciação floral.
POLIAMINAS
Funções no desenvolvimento vegetal (cont.)
• Na senescência há um declínio da PAs.
• [PAs] em folhas de mono e dicotiledôneas pode
previnir ou retardar os processos relacionados com
a senescência(declínio da clorofila, proteínas e
RNA).
• Estão envolvidas na maturação de frutos e grãos
de pólen, na formação adventícia de ramos e de
raízes, e na diferenciação celular.
ÁCIDO JASMÔNICO(AJ)
 O AJ + seu metil éster aromático e volátil, o metil
jasmonato(MeJa)
vários processos fisiológicos
 [AJ] e [MeJa] é similar àquela observada para o
ác.abscísico (suficiente para as respostas fisiológicas
ÁCIDO JASMÔNICO(AJ)
Inicialmente detectados em jasminum e rosarinus
www.mediterraneangardensociety.org/ photos
Fonte: dwpicture.com.au/ photos
Atualmente: Sabe-se que são amplamente distribuídos no
reino vegetal.
ÁCIDO JASMÔNICO
• Biossíntese: via biossintética depende a ação
sequencial de várias enzimas:
Lipoxigenase
Desidrogenase
Ciclização do anel
ciclopentanona
fitodienólico
Redutase
-oxidações
Encurtam a
cadeia lateral
Fonte: KERBAUY, 2004
Via esquemática da biossíntese do ác. Jasmônico em plantas
Funções:
ÁCIDO JASMÔNICO
• É inibidor do crescimento e da germinação das
sementes, e promotor da senescência;
• A aplicação inibe o crescimento de raízes e caules;
• Compromete a fotossíntese:(redução da expressão
de genes situados no núcleo e nos cloroplastos).
• Causa a degradação de clorofilas e folhas;
ÁCIDO JASMÔNICO
Funções:
•Provoca a senescência e abscisão de folhas;
• Estimula a formação de turbéculos;
• Induz o amadurecimento de frutos e a formação de
pigmentos.
• Participação na expressão de genes: defesa e
sinalização.
ÁCIDO JASMÔNICO
Fonte: KERBAUY, 2004
Em plantas feridas é desencadeada a formação da istemina, que é transportada
para outros órgãos da planta, ligando-se a um receptor, o que causa a ativação
da lipase, promovendo a formação do ácido jasmônico.
ÁCIDO SALICÍLICO(AS)
• Pertence ao grupo bastante diverso dos compostos
fenólicos(substâncias com um anel aromático ligado a
um grupo hidroxil ou derivado funcional).
• Salicílico
de Salix.
devido ter sido encontrado na casca
• É amplamente distribuído nas plantas, tanto nas
folhas quanto nas estruturas reprodutivas.
ÁCIDO SALICÍLICO
Biossíntese
• Sintetizado através da via fenilpropanóide.
L-Fenialanina
Fenilalanina amônia-liase
Ácido trans-cinâmico
-oxidação
Ácido orto-cumárico
Ácido benzóico
benzóico-2-hidroxilase
Fonte: KERBAUY, 2004
Ácido -O-D glucosilsalicílico
Via esquemática da biossíntese do ácido salicílico em plantas
ÁCIDO SALICÍLICO
Funções:
• Inibe a germinação e o crescimento da planta.;
• Interferir na absorção das raízes;
• Reduzir a transpiração;
• Causara abscisão das folhas;
• Alterar o transporte e íons;
• Floração (em tabaco cultivado em vitro);
• Defesa
das
plantas
contra
ataque
microorganismos(fungos, bactérias e vírus).
de
CONCLUSÃO
 Os
novos
reguladores
de
crescimento,
os
brassinosteróides, as poliaminas, o ácido jasmônico e
salicílico são considerados hoje tão importantes quanto os
hormônios mais conhecidos, como a citocinina, geberelina,
etileno e ácido abscísico.
 A denominação desses reguladores de crescimento como
fithormônio é bastante discutida por muitos pesquisadores,
pois o efeito de alguns deles, como no caso dos
brassinosteróides, pode ser confundido ao efeito das auxinas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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www.dermatonews.org.br/18_dermato/18_introducao.htm - 33k
www.mediterraneangardensociety.org
www.mediterraneangardensociety.org/ photos
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