TAAK 7
Licht:
blauw-licht receptoren: deze initiëren fototropie, de licht-geinduceerde opening van de
stomata en het licht-geïnduceerde remmen van de stengel strekking wanneer een kiemplant
boven de grond komt.
Phytochromen: speelt een rol bij ontkieming en schaduw ontwijking. Veel zaadjes zijn
afhankelijk van licht om te ontkiemen.
Phytochromen nemen rood en ver-rood licht waar en bestaan in twee verschillende vormen
waartussen ze wisselen: Pr en Pfr. Pr is de inactieve vorm en Pfr de actieve vorm. Pr (inactief)
absorbeert rood licht en verandert naar Pfr (actief) en Pfr absorbeert ver-rood licht en
verandert weer in Pr. Zonlicht bevat zowel ver-rood als rood licht, maar de conversie van Pr
naar Pfr gaat vele malen sneller. Er zullen dus uiteindelijk veel meer phytochromen in de
actieve Pfr aanwezig zijn. Dit activeert reacties zoals ontkieming.
Uiteindelijk zal een evenwicht bewerkstelligd worden Pr ↔ Pfr. Wanneer er verandering komt
in dit evenwicht, dus meer Pr dan Pfr of andersom, kan de plant veranderingen in licht
waarnemen. Wanneer het nacht wordt bijvoorbeeld en er dus geen licht meer is zal Pr niet
meer omgezet worden maar wordt Pfr wel nog steeds terug gezet worden in de inactieve vorm Pr (dit
laatste is een continu proces). Hierdoor ‘weet’ de plant dat het nacht is. Ook wanneer er schaduw op
de plant valt door andere planten zal dit evenwicht veranderen omdat de grotere planten veel rood
licht absorberen. Het overgebleven ver-rode licht stimuleert de omzetting van Pfr naar Pr. De
verschuiving zorgt ervoor dat de plant gaat groeien zodat hij er weer bovenuit kan komen. Andersom
zorgt het juist voor vertakking i.p.v. verticale groei.
Rood licht: kortere golf (660nm)
Verrood: langere golf (730nm)
- De plant kan dus met fytochroom:
• Seizoenen waarnemen
• Kieming activeren
• Knop rust beïnvloeden
• Schaduw ontwijken
, - Circadian rhythm: dit is een interne biologische klok van een plant (of dier). Dit zorgt ervoor
dat de plant een dag cyclus heeft van 24 uur en bepaalde processen op het juiste moment
uitvoert. Echter is deze klok niet heel nauwkeurig, 21 tot 27 uur.
Door het waarnemen van licht kan de plant precies waarnemen
wanneer het dag of nacht wordt. Het meet dus een etmaal door de
op- en ondergaande zon. Als respons hierop kan de plant:
• Fotosynthese snelheid aanpassen
• Openen en sluiten van huidmondjes
• Beschikbaarheid bloemen voor bestuivers
- Fotoperiode: plant kan seizoenen waarnemen d.m.v. daglengte. Zo
zijn er short-day planten en long-day planten. De eerste groep heeft een
korte dag, of beter gezegd een lange nacht nodig, om te kunnen bloeien.
Wanneer de plant midden in de nacht wordt blootgesteld aan licht, wordt
zijn nachtrust verbroken, en zal dit dus waarnemen als een korte nacht, en
uiteindelijk niet gaan bloeien. Deze planten bloeien met name laat in de
zomer, herfst en soms zelfs winter. De tweede groep is juist gesteld op een
korte nacht en zal niet gaan bloeien als er een lange nacht is. Deze planten
bloeien met name laat in de lente en in de zomer. Dan heb je nog neutrale
planten en die gaan altijd bloeien wanneer de plant in de juiste levensfase is,
ongeacht hoe lang de nacht is.
Alle groei dat dient als respons op bepaalde stimuli wordt tropisme genoemd. Wanneer dit naar het
licht toe (positief) of van het licht af (negatief) is wordt dit fototropie genoemd. In de natuur is dit
vaak nodig wanneer er erg veel planten staan, dan gaat de stengel richting het licht groeien om zo
fotosynthese te optimaliseren. Dit wordt bewerkstelligt doordat cellen aan de schaduwkant
sneller/meer strekken dan aan de zonkant.
Gravitropie: een plant neemt gravitatie waar en zal hierdoor correct groeien. Positieve gravitropie
houdt in dat het de gravitatie mee groeit -> wortels en negatieve gravitropie houdt in dat het tegen de
gravitatie in groeit -> stengel. Gravitatie wordt waargenomen d.m.v. statolieten. Dit zijn
cytoplasmatische componenten die zich onder invloed van gravitatie onderin de cel gaan settelen.
Deze statolieten bevatten vaak zetmeel met grote dichtheid. Waarschijnlijk veroorzaakt dit een
ophoping van auxine en een hoge concentratie zorgt voor inhibitie van cel strekking waardoor hij aan
de onderkant minder gaat strekken en dus buigt.
Thigmotropie: is de directionele groei als respons van aanraking. Dit is met name bij klimplaten welke
hun ranken om een object heen winden. Maar ook bij mimosa plantjes.
Etiolatie: plant morfologische adapties voor het groeien in het donker. Zijn logische aanpassingen:
vrijwel geen groen(e bladgroenkorrels) want dit heeft geen functie, vrijwel geen blad, en korte wortels
(want weinig water verlies door weinig blad).
De-etiolatie: de veranderingen die een plantscheut ondergaat door zonlicht zoals de productie van
chlorofyl, remmen van de stengel elongatie.
,Signaaloverdracht
- Receptie/ontvangst
Signalen worden gedetecteerd door de receptoren in het
celmembraan. De phytochromen (die o.a. betrokken zijn bij
de-etiolatie) bevinden zich in het cytoplasma.
- Transductie
Transductie is het doorgeven van signalen. Sommige receptoren zijn al erg gevoelig voor erg
zwakke (chemische of omgevings-) signalen. De transductie van deze signalen wordt gedaan
met behulp van second messengers; dit zijn kleine moleculen en ionen in de cel die het
signaal amplificeren en overbrengen van de receptor naar proteïnen die de reactie in gang
zetten. Er zijn 2 soorten second messengers bij de-etiolatie:
• Ca2+ : phytochromen zorgen ervoor dat de calciumkanalen geopend worden in
het membraan waardoor er veel calcium de cel in gaat. Normaal gesproken is
de concentratie calcium heel laag. De verhoogde concentratie activeert
proteïne kinase 2.
• Activering van cGMP. Als reactie op licht veranderen phytochromen van vorm
wat leidt tot de activatie van een enzym die cGMP aanmaakt.
Beide second messengers zijn nodig voor een complete reactie van de-etiolatie.
- Respons
De second messengers reguleren een of meerdere cel activiteiten. Veelal gaat het om een
toename in werking van bepaalde enzymen. Dit kan door:
• Transcriptie regulatie: de toe- of afname van mRNA synthese die codeert voor
bepaalde proteïnen. Er worden dus meer (of minder) proteïnen gemaakt.
• Post-translatie modificatie: is een aanpassing die zorgt voor verandering in
activiteit van de al bestaande proteïnen.
, Hormonen
- Auxine:
Auxine wordt met name gemaakt in het apicale meristeem; dit is een
soort stamweefsel bovenin de stengel. Vanaf hier wordt het van cel
naar cel getransporteerd en alleen van boven naar beneden (een
richting): polar transport. Dit heeft niks met gravitatie te maken ->
hou je de plant op zijn kop gaat het nog steeds van het puntje
richting de wortels.
Betrokken bij:
- Stengel verlenging
- Apicale dominantie
- Wortel ontwikkeling bij stekken
- Synthetische vormen gebruikt als herbicide
- Positieve gravitropie
- Vrucht ontwikkeling
Een van de belangrijkste functies van auxine is het stimuleren van cel strekking of elongatie in
jonge scheuten. Dit gebeurt ALLEEN bij kleine concentraties (bij hogere concentraties kan het
juist tegenwerken door het opwekken van ethyleen productie). Auxine speelt een grote rol bij
fototropie; aan de schaduwkant van de plant bevindt zich vaak een hogere concentratie
auxine waardoor hier de cellen sterker worden gestrekt d.m.v. turgor dan aan de zonkant.
Hierdoor ontstaat er een buiging richting het licht.
Cel-elongatie op cellulair niveau:
Auxine stimuleert de protonpompen in het plasma membraan waardoor H+ uit de cel wordt
gepompt en hierdoor de celwand verzuurt. Dit verzuren activeert de expansines. Dit zijn
enzymen die de waterstofbruggen tussen de cellulosemicrovezels (microfibrillen) en de
polysachariden breekt. Hierdoor wordt de wand losser gemaakt. Door het hoge
waterpotentiaal gaan de ionen weer de cel in, waardoor via osmose water de cel in stroomt
en zorgt voor grotere
turgor. Daarbij zorgt
auxine ook voor
genexpressie zodat er
meer cytoplasma en
celwand materiaal
gemaakt wordt.
Licht:
blauw-licht receptoren: deze initiëren fototropie, de licht-geinduceerde opening van de
stomata en het licht-geïnduceerde remmen van de stengel strekking wanneer een kiemplant
boven de grond komt.
Phytochromen: speelt een rol bij ontkieming en schaduw ontwijking. Veel zaadjes zijn
afhankelijk van licht om te ontkiemen.
Phytochromen nemen rood en ver-rood licht waar en bestaan in twee verschillende vormen
waartussen ze wisselen: Pr en Pfr. Pr is de inactieve vorm en Pfr de actieve vorm. Pr (inactief)
absorbeert rood licht en verandert naar Pfr (actief) en Pfr absorbeert ver-rood licht en
verandert weer in Pr. Zonlicht bevat zowel ver-rood als rood licht, maar de conversie van Pr
naar Pfr gaat vele malen sneller. Er zullen dus uiteindelijk veel meer phytochromen in de
actieve Pfr aanwezig zijn. Dit activeert reacties zoals ontkieming.
Uiteindelijk zal een evenwicht bewerkstelligd worden Pr ↔ Pfr. Wanneer er verandering komt
in dit evenwicht, dus meer Pr dan Pfr of andersom, kan de plant veranderingen in licht
waarnemen. Wanneer het nacht wordt bijvoorbeeld en er dus geen licht meer is zal Pr niet
meer omgezet worden maar wordt Pfr wel nog steeds terug gezet worden in de inactieve vorm Pr (dit
laatste is een continu proces). Hierdoor ‘weet’ de plant dat het nacht is. Ook wanneer er schaduw op
de plant valt door andere planten zal dit evenwicht veranderen omdat de grotere planten veel rood
licht absorberen. Het overgebleven ver-rode licht stimuleert de omzetting van Pfr naar Pr. De
verschuiving zorgt ervoor dat de plant gaat groeien zodat hij er weer bovenuit kan komen. Andersom
zorgt het juist voor vertakking i.p.v. verticale groei.
Rood licht: kortere golf (660nm)
Verrood: langere golf (730nm)
- De plant kan dus met fytochroom:
• Seizoenen waarnemen
• Kieming activeren
• Knop rust beïnvloeden
• Schaduw ontwijken
, - Circadian rhythm: dit is een interne biologische klok van een plant (of dier). Dit zorgt ervoor
dat de plant een dag cyclus heeft van 24 uur en bepaalde processen op het juiste moment
uitvoert. Echter is deze klok niet heel nauwkeurig, 21 tot 27 uur.
Door het waarnemen van licht kan de plant precies waarnemen
wanneer het dag of nacht wordt. Het meet dus een etmaal door de
op- en ondergaande zon. Als respons hierop kan de plant:
• Fotosynthese snelheid aanpassen
• Openen en sluiten van huidmondjes
• Beschikbaarheid bloemen voor bestuivers
- Fotoperiode: plant kan seizoenen waarnemen d.m.v. daglengte. Zo
zijn er short-day planten en long-day planten. De eerste groep heeft een
korte dag, of beter gezegd een lange nacht nodig, om te kunnen bloeien.
Wanneer de plant midden in de nacht wordt blootgesteld aan licht, wordt
zijn nachtrust verbroken, en zal dit dus waarnemen als een korte nacht, en
uiteindelijk niet gaan bloeien. Deze planten bloeien met name laat in de
zomer, herfst en soms zelfs winter. De tweede groep is juist gesteld op een
korte nacht en zal niet gaan bloeien als er een lange nacht is. Deze planten
bloeien met name laat in de lente en in de zomer. Dan heb je nog neutrale
planten en die gaan altijd bloeien wanneer de plant in de juiste levensfase is,
ongeacht hoe lang de nacht is.
Alle groei dat dient als respons op bepaalde stimuli wordt tropisme genoemd. Wanneer dit naar het
licht toe (positief) of van het licht af (negatief) is wordt dit fototropie genoemd. In de natuur is dit
vaak nodig wanneer er erg veel planten staan, dan gaat de stengel richting het licht groeien om zo
fotosynthese te optimaliseren. Dit wordt bewerkstelligt doordat cellen aan de schaduwkant
sneller/meer strekken dan aan de zonkant.
Gravitropie: een plant neemt gravitatie waar en zal hierdoor correct groeien. Positieve gravitropie
houdt in dat het de gravitatie mee groeit -> wortels en negatieve gravitropie houdt in dat het tegen de
gravitatie in groeit -> stengel. Gravitatie wordt waargenomen d.m.v. statolieten. Dit zijn
cytoplasmatische componenten die zich onder invloed van gravitatie onderin de cel gaan settelen.
Deze statolieten bevatten vaak zetmeel met grote dichtheid. Waarschijnlijk veroorzaakt dit een
ophoping van auxine en een hoge concentratie zorgt voor inhibitie van cel strekking waardoor hij aan
de onderkant minder gaat strekken en dus buigt.
Thigmotropie: is de directionele groei als respons van aanraking. Dit is met name bij klimplaten welke
hun ranken om een object heen winden. Maar ook bij mimosa plantjes.
Etiolatie: plant morfologische adapties voor het groeien in het donker. Zijn logische aanpassingen:
vrijwel geen groen(e bladgroenkorrels) want dit heeft geen functie, vrijwel geen blad, en korte wortels
(want weinig water verlies door weinig blad).
De-etiolatie: de veranderingen die een plantscheut ondergaat door zonlicht zoals de productie van
chlorofyl, remmen van de stengel elongatie.
,Signaaloverdracht
- Receptie/ontvangst
Signalen worden gedetecteerd door de receptoren in het
celmembraan. De phytochromen (die o.a. betrokken zijn bij
de-etiolatie) bevinden zich in het cytoplasma.
- Transductie
Transductie is het doorgeven van signalen. Sommige receptoren zijn al erg gevoelig voor erg
zwakke (chemische of omgevings-) signalen. De transductie van deze signalen wordt gedaan
met behulp van second messengers; dit zijn kleine moleculen en ionen in de cel die het
signaal amplificeren en overbrengen van de receptor naar proteïnen die de reactie in gang
zetten. Er zijn 2 soorten second messengers bij de-etiolatie:
• Ca2+ : phytochromen zorgen ervoor dat de calciumkanalen geopend worden in
het membraan waardoor er veel calcium de cel in gaat. Normaal gesproken is
de concentratie calcium heel laag. De verhoogde concentratie activeert
proteïne kinase 2.
• Activering van cGMP. Als reactie op licht veranderen phytochromen van vorm
wat leidt tot de activatie van een enzym die cGMP aanmaakt.
Beide second messengers zijn nodig voor een complete reactie van de-etiolatie.
- Respons
De second messengers reguleren een of meerdere cel activiteiten. Veelal gaat het om een
toename in werking van bepaalde enzymen. Dit kan door:
• Transcriptie regulatie: de toe- of afname van mRNA synthese die codeert voor
bepaalde proteïnen. Er worden dus meer (of minder) proteïnen gemaakt.
• Post-translatie modificatie: is een aanpassing die zorgt voor verandering in
activiteit van de al bestaande proteïnen.
, Hormonen
- Auxine:
Auxine wordt met name gemaakt in het apicale meristeem; dit is een
soort stamweefsel bovenin de stengel. Vanaf hier wordt het van cel
naar cel getransporteerd en alleen van boven naar beneden (een
richting): polar transport. Dit heeft niks met gravitatie te maken ->
hou je de plant op zijn kop gaat het nog steeds van het puntje
richting de wortels.
Betrokken bij:
- Stengel verlenging
- Apicale dominantie
- Wortel ontwikkeling bij stekken
- Synthetische vormen gebruikt als herbicide
- Positieve gravitropie
- Vrucht ontwikkeling
Een van de belangrijkste functies van auxine is het stimuleren van cel strekking of elongatie in
jonge scheuten. Dit gebeurt ALLEEN bij kleine concentraties (bij hogere concentraties kan het
juist tegenwerken door het opwekken van ethyleen productie). Auxine speelt een grote rol bij
fototropie; aan de schaduwkant van de plant bevindt zich vaak een hogere concentratie
auxine waardoor hier de cellen sterker worden gestrekt d.m.v. turgor dan aan de zonkant.
Hierdoor ontstaat er een buiging richting het licht.
Cel-elongatie op cellulair niveau:
Auxine stimuleert de protonpompen in het plasma membraan waardoor H+ uit de cel wordt
gepompt en hierdoor de celwand verzuurt. Dit verzuren activeert de expansines. Dit zijn
enzymen die de waterstofbruggen tussen de cellulosemicrovezels (microfibrillen) en de
polysachariden breekt. Hierdoor wordt de wand losser gemaakt. Door het hoge
waterpotentiaal gaan de ionen weer de cel in, waardoor via osmose water de cel in stroomt
en zorgt voor grotere
turgor. Daarbij zorgt
auxine ook voor
genexpressie zodat er
meer cytoplasma en
celwand materiaal
gemaakt wordt.
