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IFES – INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
ELETROTÉCNICA 2010/1
GABRIEL SILVA RESENDE
HECTOR FERNANDES RODRIGUES FILHO
IGOR REZENDE RIBEIRO
MATHEUS FRANCO GRACIANO
RENAN SOUZA VIEIRA
HORMÔNIOS VEGETAIS
Vitória
2012
GABRIEL SILVA RESENDE
HECTOR FERNANDES RODRIGUES FILHO
IGOR REZENDE RIBEIRO
MATHEUS FRANCO GRACIANO
RENAN SOUZA VIEIRA
HORMÔNIOS VEGETAIS
Trabalho apresentado para
avaliação na disciplina de
Biologia IV, do curso de
eletrotécnica integrado ao
ensino médio, turno vespertino,
do Instituto Federal do Espírito
Santo, ministrado pelo
professor Gutenberg
Nascimento.
Vitória
2012
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Sumário
Introdução .......................................................................................................... 4
Auxinas ........................................................................................................... 5
Etileno ............................................................................................................. 5
Giberelinas ...................................................................................................... 5
Ácido Abscísico ............................................................................................... 5
Citocinina ........................................................................................................ 5
Hormônios vegetais e o homem ......................................................................... 6
Auxinas .............................................................................................................. 7
Citocininas ........................................................................................................ 10
As citocininas atrasam a senescência das folhas ......................................... 10
As citocininas estão envolvidas na Citocinese .............................................. 11
Comercialização de plantas .......................................................................... 12
Etileno .............................................................................................................. 13
Ácido abscísico ................................................................................................ 14
Ácido abscísico e etileno ............................................................................... 14
Giberelinas ....................................................................................................... 15
Locais de produção das giberelinas no vegetal ............................................ 15
Importância Comercial .................................................................................. 15
Aplicações práticas das giberelinas .............................................................. 16
Na agricultura ................................................................................................ 16
Os hormônios controlam a expressão de genes específicos ........................... 18
Os hormônios podem regular a frequência e a direção da expansão celular ... 19
Conclusão ........................................................................................................ 20
Bibliografia........................................................................................................ 22
3
Introdução
Uma planta para crescer e se desenvolver por completo (gerar uma variedade
de células, tecidos e órgãos) necessita de vários fatores, sejam internos ou
externos como: luz (energia solar), dióxido de carbono, água e minerais,
incluindo o nitrogênio do solo e atmosférico (fixado por bactérias fixadoras e
cianofíceas), temperatura, comprimento do dia e até a gravidade.
Dentre os principais fatores internos podemos citar os hormônios vegetais que
são substâncias orgânicas que tem como principal função a regulagem das
atividades metabólicas da planta. Outras vezes esses hormônios podem trazer
consigo o estado fisiológico das células, dos tecidos, ou até de sistemas de
órgãos extensamente separados.
Geralmente todo ou quase todo o hormônio vegetal de uma planta é
encontrado na forma conjugada, ou seja, ligado a outras substâncias como
açúcares, aminoácidos, peptídeos, proteínas, etc. A quebra dos conjugados se
faz por hidrólise nos tecidos das plantas que liberará a forma “livre”, ou ativa do
hormônio.
No geral, os hormônios vegetais são substâncias que atuarão ou não
diretamente sobre os tecidos e órgãos onde foram produzidos e não em
glândulas específicas, como ocorre nos animais. Esses hormônios depois
serão transportados para outros locais, ou não, atuando em seus locais de
síntese. Esses hormônios geralmente estão ativos em quantidades muito
pequenas, produzindo respostas fisiológicas especificas (floração, crescimento,
amadurecimento de frutos etc.).
A palavra hormônio vem a partir do termo grego horman, que significa
"estimular". Entretanto, existem hormônios inibitórios. Sendo assim, é mais
conveniente considerá-los como sendo reguladores químicos. A atuação dos
reguladores químicos depende não apenas de suas composições químicas,
mas também de como eles são "percebidos" pelos respectivos tecidos-alvos,
de forma que um mesmo hormônio vegetal pode causar diferentes efeitos
dependendo do local no qual estiver atuando (diferentes tecidos e órgãos), da
concentração destes hormônios e da época de desenvolvimento de um mesmo
tecido.
Os hormônios vegetais são também chamados de fitormônios.
Tradicionalmente são dados mais atenção a cinco grupos, ou classes, de
hormônios vegetais que são: auxina, etileno, giberelina, ácido abscísico e
citocinina.
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Auxinas
As auxinas são responsáveis pelos tropismos (foto e geotropismo), pelo
desenvolvimento dos frutos, alongamento celular radicular e caulinar. Esse
fitormônio é produzido no meristema apical do caule, primórdios foliares, flores,
frutos e sementes, e transportado pela extensão do vegetal através do vaso
floema. Ainda, inibem o desenvolvimento das gemas laterais.
Pode ser comparado ao Hormônio do Crescimento (GH).
Etileno
Regular a duração e intensidade das respostas especificas;
Recrutar células efetoras para as áreas onde se desenvolvem respostas e
induzir a geração e maturação de novas células a partir de precursores.
O etileno realiza o amadurecimento dos frutos e indução da abscisão foliar.
Esse gás é produzido em diversos locais da planta, difundindo-se entre as
células, surgimento de células finas e o seu próprio peso as derruba.
Giberelinas
As giberelinas estimulam o alongamento e a divisão celular em caules, raízes,
gomos e folhas jovens. Além disso, promovem a germinação de sementes e os
processos de floração e maturação dos frutos.
Ácido Abscísico
Regula vários aspectos ligados à fisiologia das plantas, tais como respostas ao
estresse hídrico, inibição da germinação de sementes e o desenvolvimento dos
gomos. Estes compostos ajudam as plantas no crescimento e desenvolvimento
do caule.
Citocinina
Promovem a divisão celular; formação das gemas em cultura de tecidos; atraso
da senescência foliar, e sua aplicação pode causar a quebra da dominância
apical.
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Hormônios vegetais e o homem
Os fitormônios podem ser facilmente comparados ao hormônios presentes no
ser humano. Nos dois casos os hormônios irão conferir o ajuste do
metabolismo, crescimento e morfogênese. A diferença básica entre estes dois
tipos de hormônios, além dos compostos que são sintetizados e utilizadados,
são os locais de sua síntese. Enquanto no ser humano estes compostos são
gerados dentro de glândulas presentes no organismo, nas plantas os
hormônios serão sintetizados no interior de cada célula.
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Auxinas
Alguns dos primeiros experimentos documentados sobre as substâncias que
regulam o crescimento das plantas, foram feitos por Charles Darwin juntamente
com seu filho Francis e que foi publicado, posteriormente, no livro ‘’ O Poder do
Movimento nas Plantas” em 1881. Primeiramente esses dois cientistas fizeram
observações sistemáticas da curvatura do caule na direção da luz
(fototropismo). A partir de suas análises eles chegaram a seguinte tese :
“Quando as plântulas são expostas a uma luz lateral, alguma influência é
transmitida da parte superior para a inferior, causando a curvatura dessa
ultima”
Descoberta em 1926 pelo fisiologista
vegetal Frits Went as auxinas, do grego
auexein que significa “crescer”, é o
hormônio vegetal , ou fito-hormonio,
mais estudado da atualidade. A mais
importante auxina é o chamado ácido
indolilacético (AIA) que é produzido
principalmente em áreas
meristemáticas, como as gemas
apicais. Outras como ANA (ácido 1-naftalenoacético) e 2,4-D ( ácido 2,4-
diclorofenoxiacético) são encontradas em menor quantidade.
Esse fito-hormônio é a única hormona que possui transporte polar. Tanto no
sistema caulinar, como nas raízes o transporte polar é sempre basípeto- na
direção da base, partindo do ápice do caule e das folhas , descendo a o longo
do caule e do ápice para base. A velocidade do transporte polar da auxina é
maior que a taxa de difusão passiva, cerca de 5 a 20 centímetros por hora.
Alguns estudos recentes mostram que a maior parte do AIA sintetizado nas
folhas maduras, parece ser transportada, na planta, de forma não-polar pelo
floema e com velocidade muito superior que a do transporte polar.
Entre o caule e a folha há uma quantidade de AIA,
que regula a conservação da folha sobre o caule,
bem como a sua queda.
Quando a folha apresenta maior quantidade de
auxina, em relação ao caule, ela é preservada sobre
o caule.
Quando a folha apresenta menor quantidade de
auxina, em relação ao caule, ocorre a excisão da
folha.Quando isso acontece, se constitui a sobre a
base do pecíolo uma camada de excisão, que desuni a folha do caule.
Assim como a folha, o AIA também controla a conservação do fruto sobre o
caule, bem como a excisão do mesmo.
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No interior da semente há a presença de AIA, que são produzidos pelos
embriões. Durante a fecundação, o ovário recebe estes hormônios,
ocasionando o crescimento do mesmo, e consequentemente a formação do
fruto.
A polinização não é tão essencial para o desenvolvimento do fruto, quando
este processo não ocorre o ovário não cai, e não há a formação de frutos
porém p ara comprovar este acontecimento, introduzimos auxinas em flores
não fecundadas, e posteriormente houve o desenvolvimento de frutos
partenocárpicos, ou seja, que não possuem sementes.
Dentre as funcionalidades das auxinas no vegetal, alguns apresentam
destaque:
São ativas em quantidades muito pequenas e, quando aplicadas em
quantidades muito elevadas, podem matar o vegetal.
Como são transportadas da copa para as bases, as auxinas tendem a
se concentrar nas raízes, onde se acumulam em ligeiro excesso e
retardam o crescimento. No caule, ao contrário, sempre há menos
hormônio do que o ideal para o crescimento. É por isso que um ligeiro
acréscimo de auxina retarda o crescimento das raízes e acelera o do
caule. No caule, esse fito-hormonio estimula o crescimento por meio de
distensão celular, já na raiz, ele tem o papel de inibir o crescimento da
mesma.
Se impedirmos a fecundação do óvulo e aplicarmos uma pequena
quantidade de auxina nas paredes do ovário obteremos frutos
partenogenéticos, sem sementes.
As auxinas provocam as curvaturas dos vegetais causadas pela
gravidade (geotropismo) e pela luz (fototropismo). O Geotropismo e o
Fototropismo se dão devido
a movimentação do AIA no
corpo vegetal.
No caso do fototropismo as
moléculas de auxina migram para
direção oposta a da luz, pois são
fotolábeis, gerando assim, um
crescimento maior na parte onde
há mais concentração desse
ácido. Se colocarmos uma planta
num plano horizontal e paralelo
com o chão, por efeito
gravitacional, as moléculas de AIA irão se alojar na parte inferior da planta
(segundo o plano imaginário) possibilitando o crescimento vertical para cima.
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Os brotos que ficam na extremidade superior dos caules e dos ramos
produzem auxinas que, ao descerem ao longo do caule, inibem o
desenvolvimento da maioria das gemas laterais (dominância apical),
impedindo que se desenvolvam formando ramos.
Se cortarmos o broto terminal do caule, parando de descer auxina, os brotos
laterais se desenvolvem formando novos ramos.
Os frutos e as folhas possuem a camada de abscisão, pela qual caem.
Esta camada não se forma enquanto o fruto e a folha são verdes e
produzem auxinas. Ao amadurecerem os frutos e as folhas a auxina
deixa de ser produzida e a camada de abscisão se forma e provoca a
sua queda.
Na medida que a planta vai envelhecendo, as gemas apicais produzem menos
auxinas. Essa redução provoca o crescimento de camadas de células
transversais ao pecíolo das folhas as quais interrompem o fluxo das seivas,
provocando a sua queda. O processo é comum em determinadas espécies que
perdem as folhas no outono.
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Citocininas
O papel das citocininas no desenvolvimento das plantas tem sido estudado em
culturas de tecidos. Quando um fragmento de uma planta, um pedaço de
parênquima, por exemplo, é colocado em um meio de cultura contendo todos
os nutrientes essenciais à sua sobrevivência as células podem crescer mas
não se dividem. Se adicionarmos apenas citocinina a esse meio, nada
acontece, mas se adicionarmos também auxina, as células passam a se dividir
e podem se diferenciar em diversos órgãos.
Quebra da dominância apical
As citocininas também atuam em associação com as auxinas no controle da
dominância apical (a dominância apical é o fenômeno através do qual o eixo
central da planta é dominante (cresce mais vigorosamente) que os eixos que
dele emergem (ramos laterais). Por sua vez, estes ramos laterais são
dominantes em relação a outros ramos que deles emergem). Nesse caso, os
dois hormônios tem efeitos antagônicos. As auxinas que descem pelo caule
inibem o desenvolvimento das gemas laterais, enquanto as citocininas que vêm
das raízes estimulam as gemas a se desenvolverem. Quando a gema apical é
removida, cessa a ação das auxinas e as citocininas induzem o
desenvolvimento das gemas laterais. Uma vez iniciado o desenvolvimento das
gemas laterais não mais pode ser inibido. O fato de as gemas mais baixas do
caule saírem da dormência antes das mais altas tem a ver com o fato de elas
estarem mais próximas das raízes, onde são produzidas as citocininas. Isso
acontece porque as plantas tendem a crescer na vertical, devido à necessidade
de luz para assegurar a sua sobrevivência.
Exemplo de dominância apical.
As citocininas atrasam a senescência das folhas
Na maioria das espécies vegetais, as folhas começam a ficar amarelas assim
que são removidas das plantas. Esse amarelecimento, que é devido à perda
de clorofila, pode ser atrasado pelas citocininas. Por exemplo, quando
removidas e colocadas em água, as folhas de Xanthium strumarium tornam-se
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amarelas em cerca de dez dias. Com a adição de cinetina à água, muito da cor
verde e da aparência fresca da folha é mantido. Se uma folha destacada é
respingada com uma soluça contendo cinetina, o local dos respingos
permanece verde enquanto o resto da folha torna-se amarelo. Além disso, se a
folha respingada com citocinina for tratada com aminoácidos radioativos, pode
ser mostrado que os aminoácidos migram das outras partes da folha para as
áreas tratadas com citocinina.
Senescência.
Uma interpretação para a senescência de folhas destacadas é que as
citocininas são limitadas nelas. Essa interpretação conduz a uma questão
importante e ainda não elucidada quanto ao local de produção de citocininas
nas plantas. As citocininas são muito abundantes em sementes, frutos, folhas
com divisão celular ativa e também ápices radiculares. Contudo, isso não é
uma evidência de que as citocininas são sintetizadas nesses órgãos, pois é
possível que as citocininas sejam transportadas para eles vindo de outros sítios
da síntese. Com base em várias linhas de evidências, os ápices das raízes
devem estar certamente envolvidos na síntese de citocininas. É amplamente
aceito que as citocininas sintetizadas nos ápices radiculares são transportadas
via xilema para todas as outras partes da planta.
As citocininas estão envolvidas na Citocinese
As citocininas estão quimicamente relacionadas com certos componentes dos
ácidos nucleicos. Elas são mais abundantes em tecidos com alta atividade de
divisão, como as sementes, os frutos e as folhas, podendo ser transportadas
dos ápices radiculares até estes locais através do xilema. As citocininas atuam
juntamente com as auxinas para promover a divisão celular na cultura de
tecidos vegetais. Em culturas de medula de tabaco, a alta concentração de
auxina leva à formação de raízes, enquanto a elevada concentração de
citocininas estimula a formação de brotos. Em plantas intactas, as citocininas
promovem o crescimento das gemas laterais, atuando de maneira oposta aos
efeitos da auxina. As citocininas retardam a senescência das folhas mediante a
promoção de síntese proteica.
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Comercialização de plantas
Quando as floristas compram as flores nos mercados estas vêm muito bonitas,
mas irá chegar a certa altura que estas irão murchar. Para isso não acontecer
antes do tempo previsto, as floristas pulverizam-nas com citocininas para
retardar o período de senescência, ou seja, o envelhecimento da planta. Logo,
irão envelhecer mais lentamente fazendo com que fiquem sempre bonitas até
um determinado tempo.
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Etileno
O etileno mais conhecido como hormônio do amadurecimento, é o único
regulador gasoso. Ele controla o amadurecimento das frutas.
Além do controle do amadurecimento das frutas, o etileno provoca alterações
de sexo em flores de cucurbitáceas; promoção da floração em abacaxi;
dormência de sementes, gemas, esporos, pólen, expansão de órgãos,
epinastia, senescência de folhas e flores, abscisão, entre outros.
O etileno é produzido por todas as partes da planta, em quantidades variáveis
com o tecido e com o estádio de desenvolvimento. Tais quantidades podem ser
aumentadas por ferimentos, durante a senescência e a abscisão de tecidos
foliares e florais.
O etileno é sintetizado no vacúolo e a sua movimentação pode se dar por
difusão na fase gasosa dos espaços intercelulares dos tecidos ou através do
floema e do xilema.
A produção de etileno é bastante reduzida nas frutas não-climatéricos, porém
sua aplicação exógena provoca um aumento na respiração, proporcional à sua
concentração. Com a retirada do etileno, a respiração volta à taxa normal. Já
nas frutas climatéricas, ocorre o início da produção de etileno no início do
climatérico, até um pico, a partir do qual ocorre declínio na evolução do gás,
sendo que o pico da produção de etileno coincide com o pico climatérico da
respiração.
A maturação de frutas pode ser antecipada pela aplicação de baixas
concentrações de etileno, que pode ser feita em câmaras semi-herméticas,
usando-se produtos que liberam etileno ou tratamentos que induzam a
produção pela própria fruta.
As quantidades endógenas e exógenas de etileno são bastante variáveis entre
as espécies, sendo que para atingir o máximo de aceleração na resposta
respiratória são necessários 10ppm para abacate e apenas 1ppm para banana.
A produção de etileno está bastante relacionada com os outros reguladores
vegetais, principalmente as auxinas e o ácido abscísico.
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Ácido abscísico
O ácido abscísico (ABA) é um ácido fraco, sintetizado por vegetais superiores,
algas e fungos que, na grande maioria dos casos, retarda o crescimento e
desenvolvimento das plantas.
As maiores concentrações de ABA têm sido encontradas nas folhas, gemas,
frutas e sementes, porém pode ser encontrado em todas as partes das plantas.
A concentração de ABA pode ser aumentada em condições de estresse,
causado por falta de água, baixas temperaturas, ataque severo de pragas e
doenças, entre outros.
O transporte se dá via floema e xilema e a inativação pode ocorrer devido a
uma ligação com glicose ou através da oxidação.
As principais respostas fisiológicas do ABA estão relacionadas com o
fenômeno da dormência, quer seja de sementes ou de gemas. Também está
relacionado com a adaptação ao estresse, controle estomático, abscisão e
senescência de folhas, flores e frutas.
Ácido abscísico e etileno
Durante a senescência, ao mesmo tempo em que diminui o fluxo de auxinas no
pecíolo, ocorre um aumento na produção de etileno na região de abscisão. A
queda no nível de auxinas aparentemente torna as células da região de
abscisão mais sensíveis à ação do etileno. O etileno também inibe o transporte
de auxinas no pecíolo e provoca a síntese e o transporte de enzimas que
atuam na parede celular (celulases) e na lamela média (pectinases). A
dissolução parcial ou total da parede celular e da lamela média torna a região
de abscisão enfraquecida, do ponto de vista mecânico. Basta neste momento
um vento moderado para causar a quebra do feixe vascular e completar a
separação da folha do restante da planta.
A abscisão de frutos é muito semelhante à abscisão foliar, somente que nos
frutos e em algumas folhas ocorre, antes da abscisão, um aumento no nível de
ácido abscísico. Este hormônio vegetal poderia promover a síntese de etileno
e, possivelmente, a síntese das enzimas que atuam na parede celular e lamela
média.
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Giberelinas
A história inicial das giberelinas foi um produto exclusivo dos cientistas
japoneses. Em 1926, E.Kurosawa estudava uma doença de arroz denominada
de doença das “plantinhas loucas”, caracterizada por um crescimento
demasiadamente rápido em algumas plantas. Kurosawa descobriu que a causa
de tal doença era uma substância produzida por uma espécie de
fungo, Gibberella fujikuroi, o qual parasitava as plântulas.
A giberelina foi assim denominada e isolada em 1934. Hoje sabemos que as
giberelinas possuem funções muito importantes na planta provocando um
crescimento um pouco acelerado e acentuado, sendo que diversos problemas
de crescimento dos vegetais (nanismos) são ocasionados devido à perda da
capacidade de formar esse hormônio. As giberelinas estão presentes
possivelmente em todas as plantas, por todas as suas partes e em diferentes
concentrações, sendo que as mais altas concentrações estão em sementes
ainda imaturas. Mais de 78 giberelinas já foram isoladas e identificadas
quimicamente. O grupo mais bem estudado é o GA3, que é também produzido
pelo fungo Gibberella fujikuroi.
Locais de produção das giberelinas no vegetal
As giberelinas são produzidas nos tecidos jovens do sistema caulinar e
sementes em desenvolvimento (é incerto se sua síntese ocorre também nas
raízes), sendo transportadas posteriormente pelo xilema e floema. Além de
acelerar o crescimento e a distensão celular, as giberelinas também estimulam
a germinação das sementes, o desenvolvimento da floração e a formação de
frutos carnosos.
Importância Comercial
A giberelina mais utilizada é o ácido giberélico, conhecido por AG3.
Comercialmente, esses hormônios auxiliam no desenvolvimento de frutos
grandes, sem semente e soltos entre si, como no caso das plantações de uvas;
além disso, eles podem ser usados em substâncias que agem como
fertilizantes, já que as giberelinas quebram a dormência das sementes,
promovendo o crescimento do embrião e a emergência da plântula.
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Aplicações práticas das giberelinas
1. Giberelinas podem ser usadas na quebra de dormência de sementes de
várias espécies de vegetais, acelerando a germinação uniforme de
plantações. Em sementes de cevada e outras gramíneas, a giberelina
produzida pelo embrião acelera a digestão em reservas nutritivas
contidas no endosperma (região rica em reservas), pois estimula a
produção de enzimas hidrolíticas.
2. Giberelinas podem ser usadas para antecipar a produção de sementes
em plantas bienais. Juntamente com as citocininas, desempenham
importante papel no processo de germinação de sementes.
3. Giberelinas, assim como auxinas, podem causar o desenvolvimento de
frutos partenocárpicos (sem sementes), incluindo maçã, abóbora,
berinjela e groselha. A maior aplicação comercial das giberelinas é na
produção de uvas para a mesa. O ácido giberélico promove a produção
de frutos grandes, sem sementes, soltos entre si.
4. Giberelinas estimulam o florescimento de plantas de dia longo (PDL) e
bienais.
Na agricultura
1. Auxinas e giberelinas sintéticas: pulverizadas nas culturas, estas
substâncias provocam a floração simultânea de plantações de abacaxi,
evitam a queda prematura de laranjas e permitem a formação de uvas
sem sementes. Aumentam ainda o tempo de armazenamento de
batatas, impedindo o brotamento de suas gemas.
2. Experimentos para a produção de cultura de tecidos vegetais com
auxinas e citocininas em soluções nutritivivas contendo sais minerais,
açúcar, vitaminas e aminoácidos. A partir disso, são produzidas grandes
massas de tecidos (calos) de maçã, pêra, cenoura, batata e outros. Com
estes calos, podem ser obtidas novas plantas, selecionadas e isentas de
parasitas. Experimentos clássicos realizados em 1950 foram feitos para
16
obter clones (plantas geneticamente iquais, obtidas a partir de células
somáticas de um único vegetal) de cenouras por cultura de tecidos.
3. Utilização de hormônios vegetais como herbicidas seletivos: alguns
deles, como a 2,4 –D (ácido dicloro-fenoxiacético, uma auxina sintética)
são inócuos para gramíneas como arroz, trigo, centeio, porem matam
ervas daninhas de folhas largas como carrapichos, picões, dentes-de-
leão.
17
Os hormônios controlam a expressão de genes específicos
A totipotência das células vegetais – ou seja, o potencial de uma dada célula
em dar origem a uma planta inteira – é uma evidência clara que todos os genes
presentes no zigoto estão também presentes em cada célula viva da planta
adulta. Em cada célula, contudo, apenas genes selecionados são expressos e
transcritos em mRNA e subsequentemente traduzidos em proteínas. As
proteínas específicas que são produzidas determinam a identidade da célula.
São as proteínas, especificamente as enzimas, que catalisam a maioria das
reações químicas celulares e também são as proteínas que formam ou
produzem a maioria dos elemento estruturais dentro e ao redor das células.
Desse modo, uma célula do córtex da raiz e uma célula do mesofilo (na folha)
diferem uma da outra estrutural e funcionalmente devido às diferenças na
expressão gênica no decorrer de seus desenvolvimentos.
Os mecanismos moleculares pelos quais genes individuais são ligados e
desligados nos núcleos eucarióticos não foram completamente elucidados.
Alguns princípios estão começando a emergir; contudo, eles são comuns tanto
para plantas quanto para animais. Um gene de eucarioto é composto de uma
sequência codificante que determina a sequencia de aminoácidos da proteína a
ser produzida, assim como sequências regulatórias, as quais são regiões do
DNA que ladeiam a sequência codificante e que desempenham um papel
regulatório na transcrição do gene. Proteínas denominadas fatores reguladores
de transcrição podem ligar-se diretamente a sequências específicas de DNA na
região regulatória, ativando ou reprimindo um gene particular.
18
Os hormônios podem regular a frequência e a direção da
expansão celular
A taxa na qual as células vegetais crescem depende de vários fatores,
incluindo a sua posição na planta, o tipo celular e várias influências ambientais.
A taxa na qual uma célula individual se expande é controlada pela intensidade
de pressão de turgor dentro da célula forçando a parede celular e pela
extensibilidade celular. A extensibilidade, uma propriedade física da parede, é
uma medida de quanto a parede irá alongar-se permanentemente quando uma
força é aplicada nela. As cinco classes tradicionais de hormônios são capazes
de influenciar a taxa de expansão celular. Na maioria dos casos examinados,
os hormônios afetam a extensibilidade da parede celular, mas possuem pouca
influência direta na pressão de turgor. A auxina e a GA estimulam o
crescimento vegetal aumentando a extensibilidade da parede celular, enquanto
o ABA e o etileno inibem o crescimento vegetal causando um decréscimo na
extensibilidade. Os mecanismos pelos quais os hormônios alteram a
extensibilidade das paredes celulares não são bem compreendidos. Duas
hipóteses são atualmente conhecidas. Na hipótese do crescimento ácido, os
hormônios – particularmente a auxina – ativam uma bomba de prótons na
membrana plasmática. Os prótons são bombeados do citossol para a parede
celular. Acredita-se que a queda resultante do pH causa um afrouxamento da
estrutura da parede celular. Isso ocorre mediante quebra e reformação de
polissacarídios não-celulósicos, os quais normalmente interligam as
microfibrilas de celulose, ou mediante a ação de uma nova classe de proteínas
denominadas expansinas, as quais separam as pontes de hidrogênio entre os
polissacarídios na parede. Uma hipótese alternativa é baseada na descoberta
recente de que a auxina ativa a expressão de genes específicos dentro de
poucos minutos após sua aplicação. Acredita-se que os produtos desses genes
influenciem o aporte de novos materiais de parede de modo a afetar a
extensibilidade da parede celular. Estas duas hipóteses nãos são mutuamente
exclusivas e ambas podem ser requeridas para explicar a influência dos
hormônios na expansão celular. Além de afetarem a taxa de expansão celular,
os hormônio vegetais também podem influenciar a direção da expansão. Uma
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vez que a célula tenha se dividido, o formato assumido pelas células filhas
durante o crescimento irá determinar a forma final do tecido ou órgão em
desenvolvimento. Por exemplo, muitas das células em uma folha em
desenvolvimento tendem a se expandir primariamente em uma direção lateral.
Esta expansão lateral, em conjunto com o padrão de divisão celular, resulta na
formação de órgãos achatados. Em contraste, as células em tecidos de um
ramo em crescimento “unidirecional” característico de um ramo em
alongamento. Estas diferenças na direção da expansão celular são
aparentemente determinadas pela orientação das microfibrilas são depositadas
em uma orientação transversal, as células tendem a se expandir
longitudinalmente (de modo semelhante a uma mola, onde é mais fácil alongá-
la na direção perpendicular à orientação de suas voltas).
A orientação das microfibrilas de celulose parece ser governada pela
orientação dos microtúbulos localizados junto da membrana plasmática, sendo
que esse arranjo dos microtúbulos é influenciado pelos hormônios. As
giberelinas, por exemplo, promovem um arranjo transversal dos microtúbulos,
resultado em um grande crescimento longitudinal, ou alongamento. Por outro
lado, nos caules, o tratamento com etileno causa um certo grau de reorientação
dos microtúbulos para uma direção longitudinal, a qual promove uma expansão
mais lateral das células. Essa resposta ao etileno resulta num caule que é mais
curto e engrossado.
Conclusão
20
Em suma, fitormônios são sinais químicos de quantidades relativamente
minúsculas responsáveis pela regulação do metabolismo, crescimento e
morfogênese da planta. Dentre os hormônios vegetais os principais são:
Auxinas, Citocininas, Etileno, Ácido abscísico e as Giberelinas.
Os hormônios vegetais conferem uma série de vantagens ao ser humano,
como por exemplo o caso bananal que tem os cachos podados e ensacolados
ainda verdes e com a ação do hormônio-gás etileno, dentro do saco, irá
terminar de madurar, fazendo assim, com que cheguem no ponto certo de
maduração aos consumidores.
As célula vegetais são dotadas de uma totipotência, ou seja, tem a capacidade
de se transformar em qualquer outra célula, mas ela irá se transformar de
acordo com os genes que serão expressados neles via fitormônios conferindo,
assim, uma identidade a célula.
Sabe-se hoje que os cinco principais tipos de hormônios agem na expansão
celular da planta mas enquanto as auxinas e as giberelinas estimulam, o ácido
abscísico e o etileno agem de forma contraria, inibindo o crecimento vegetal.
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Bibliografia
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