CITOQUININAS

1. CITOQUININAS

2. HISTORIA 1892 Weisner (Observaciones y Teorías) • Sugiere existencia de compuesto que regula la división celular. 1913/1921 Haberlandt • Extracto de floema induce división celular en parénquima de tubérculos de papa y heridas • Si herida es lavada con agua, no se forma callo • XLT: compuesto soluble • Define término: totipotencia 1950 Skoog (U. Wisconsin) Estudiaba brotación de novo en tallos de tabaco cultivados in vitro Respuesta muy variable > in vitro shoots en medio de cultivo Prueba agua de coco – Steward at Cornell investiga componentes- que no interfiera Skoog 1500 m en Suecia 1932 contactó depto de Bioq. 1952 reportan fracción de agua de coco 4.000 x mas activa, estable a temp, no volatil, orgánico 1951 Carlos Miller Beca en grupo de Skoog. Busca en extracto de levadura actividad promotora de brotación. Encontró cultivo (botella) con alta actividad promotora en tallos de tabaco, no las otras, Observó que actividad precipitaba con AgNO3, igual q purinas y pirimidinas y probó estas individualmente pero no hubo resp. pero la duda persistió x reporte de skoog de auxinas + adenina promovían división. Probó diferentes fuentes de ADN entre ella Herring Sperm (arenque) y tenía alta actividad y precipitaba con AgNO3!

3. Se compró HS pero no teníaactividad. Cuando HS se puso “viejo” empezó a mostraractivdad. Probósiautoclavandofavorecía el envejecimiento y asífue. El compuesto se logrópurificar • 1955 Miller et al • Describenactividad en artículo. Y proponenue se denominekinetina. • El grupo de Steward encontró en coco a difenilurea

4. Historia cont. 1957 Skoog y Miller • Proponen teoría del crecimiento y desarrollo: este es controlado por la relación de auxina y citoquininas (kinetina). Callos de tabaco. 1956 Skoog y Liberman • Observan que kinetina aumenta el tamaño de las hojas 1958 Wickson y Thimann • Observan que kinetina rompe dominancia apical en Pisum sativum y rompe letargo de semillas de lechuga, tabaco, trévol otros. 1962 Oberbeek and Loeffler • Kinetina alarga vida de vegetales al reducir tasa de descomposición de proteínas 1963 Letham Australiay Miller en US primeros en aislar citoquinina de plantas, ambos en granos de maíz. ZEATINA

5. Definición • Sustancia que en presencia de una concentración óptima de auxina, induce división celular en cultivos in vitro de médula de tabaco

6. Bioensayos • Inducción de división en células de médula de tabaco • Inducción de división en células de callo soya • Expansión de células de cotiledones de rábano • Inhibición de la senescencia medido por reducción de degradación de la clorofila.

7. Citoquininas naturales • Adenina • Zeatina (trans y cis) • Dihidro-zeatina • Dimetilalil adenina (DMAA) • Isopentenil adenina

8. Citoquininas Naturales

9. Ribosido-Z Ribotido-Z tRNA

10. Citoquinas sintéticas • Kinetina • Benzyl-adenina • Tetrahydropyranyl-benzyl-adenina

11. Anticitoquininas

12. Actividad comparada

13. Factores de Sensibilidad RECEPTIVIDAD cambio en número de receptores AFINIDAD cambio en receptores por modificaciones covalentes o cambios alostéricos causados por unión de una molécula al receptor CAPACIDAD DE RESPUESTA cambios en la cadena de eventos posteriores a la unión del RC al receptor EFICIENCIA DE ABSORCION cambios en el sistema de absorción de RC METABOLISMO degradación endógena

14. Sitios de síntesis • Raíces • Meristemos de raíz y tallo • Cambium • Tejidos de almacenamiento (conjugados) • Tejidos en crecimiento • Semillas • Frutos • Raíces • Yemas laterales • Endospermo líquido

15. Biosíntesis

16. Ruta del Acido Mevalónico

18. Síntesis a partir de tRNA • En tRNA predomina isómero cis y en la planta predomina trans • En callos de tabaco que no necesitan ck para crecer la tasa de degradación de tRNA-z no es suficiente para mantener el nivel de ck libre observado

19. Conjugación • Combinación reversible de citoquininas con diferentes compuestos y se usan en momentos específicos • Se almacenan en vacuolas y/o ret. endopl. • Compuestos son transportables • Tipo de conjugación depende de especie y de etapa del desarrollo • Se puede combinar con: Glucosa, ribonucleósidos y ribonucleótidos

20. Conjugación Intermediarios en síntesis?

21. Catabolismo • Remoción irreversible de citoquininas • Vía Citoquinina oxidasa + Isopentenil adenina adenina 3 metyl-2-butenal Citoquinina oxidasa

22. N-conjugación

23. ZEATINA UREA

24. Transporte • Ribonucleótido de zeatina • Forma más común de transporte • Bidireccional

25. Precursores de citoquinina Conjugadosinactivos Citoquininasactivas Zeatina, ribosido de Z Isopentenyladenina Isopentenyladenosina 7 y 9 N-glucósidos AMP Isopentenylpirofosfato O-glucósidos B-glucosidasa Ck oxidasa MetabolitosInactivos Adenina y derivados de adenina Homeostasis Auxina Auxina Conjug. de Auxina

26. Efectos Fisiológicos • En combinación con auxinas regulan la relación parte aérea:raiz • Regula dominancia apical • Activa crecimiento de yemas laterales • Induce división celular • Induce formación de órganos in vitro • Retarda senescencia de hojas • En combinación con etileno y luz regula el crecimiento de dicots en la oscuridad

27. Auxina Auxinas Citoquininas Sacarosa Señales específicas Regulación metabólica División Celular Agostino y Kiever, 1999

28. División celular y giberelinas • mRNA de cdc activada por Giberelinas • mRNA de ciclina • Síntesis de DNA • Acumulación de células en G2 • Alista células para entrar a M

29. Citoquininas y morfogénesis A. Reyes

30. Senescencia

32. Agrobacterium tumefaciens

33. Otros efectos fisiológicos • Estimula pérdida de agua por transpiración • Elimina dormancia en algunas semillas • Estimula formación de tubérculos

34. Genética Molecular Respuesta molecular asociada al crecimiento • Receptor • Transducción • Respuesta Rápida • Bomba de protones • Secreción • Respuesta Lenta • Activación de proteínas reguldoras • Síntesis de mRNA • Síntesis de proteínas de crecimiento

35. Sistema de dos componentes Kakimoto, 2003

36. Genes asociados a auxinas

37. Structures of cytokinin receptors and other proteins of the cytokinin signalling pathway. Amino acids that participate in the phosphorelay are circled. Other characteristic consensus motifs are also indicated. Mutations that lead to loss of function in CRE1/AHK4 are shown below the CRE1/AHK4 structure [17,20]. Abbreviations: aa, amino acids; AD, acidic domain; CHASE, cyclases/histidine kinases associated sensory extracellular; GARP, DNA-binding motif; HK, histidine kinase; LB, putative ligand binding domain; NLS, nuclear localisation signal; OD, output domain; RD, receiver domain; RLD, receiver-like domain; TM, transmembrane domain. Domains are according to [12,27,34,38]. A longer open reading frame of CRE1 coding for additional 23 amino acids at the N-terminal end was also identified

38. Tipo B: activador de TC no influenciado por ck Tipo A: represor de TC, influenciado por ck Type A no fosforilado inhibe la TC inducida por Tipo B, su fosforilación permite TC de Tipo B. Tipo B sintetiza Tipo A (autoregulación) ARR: arabidopsis response regulator Kakimoto, 2003

42. Fig. 1. Model for the cytokinin multistep two-component circuitry through histidine (H), and aspartate (D) phosphorelay, involving histidine-kinase receptors (HK), phosphotransfer proteins (HPT), a “pseudo–HPT” with an asparagine (N) instead of the D, and A-type and B-type RRs. Each signaling step is executed by a family of genes that largely act redundantly, as illustrated. B Müller, J Sheen Science 2007;318:68-69