Pflanzenphysiologie at Universität Hamburg

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Wie wurde Auxin entdeckt und welches waren die ersten Experimente?

Darwin 1880 - phototropische Krümmung der Koleoptile von Graskeimlingen, Partialbelichtung, seitlich belichtet, Krümmungswachstum verursachend, verstärktes Wchstum der Schattenflanke, Lichtflanke eingekrümmt

Went 1926 - "Wuchstoff", Koleoptile von Haferkeimlingen, apikale Spitze abgeschnitten auf Agar gelegt und später Agar auf Schnittstelle (ohne bedecken wachsen Seitenknospen, bedeckt Seitenknospenwachsum gehemmt) + rasches Wachstum, in der Spitze Wuchsstoff sezerniert

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häufigstes natürliches Auxin

IAA, Indol 3 essigsäure, universelles Auxin

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Biosynthese von Auxin

Hauptweg: über Tryptophan, Indolpyruvat und Indolacetaldehyd zu Indolessigsäure

alternative Wege: über Tryptamin oder Indol 3acetaldoxim, Indol 3 acetronitril

besonderer Weg: bei Agrobacterium tumefaciens über Indolacetamid

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Wodurch kann IAA irreversible zerstört werden?

durch oxidative Decarboxylierung

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Wie wird IAA transportiert?

wird polar transportiert, wandert vom Apex zur Organbasis, basipetaler Transport von Zelle zu Zelle, IAA Anionen werden über einen elektrochemischen H+ Gradienten zwischen Apoplast und Cytoplasma durch Plasmamembran gebracht, Auxininfluxtransporter, Ausstrom in den Apoplasten erfolgt über Auxineffluxtransporter

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Funktionen von Auxin

Wachstumsprozesse werden gesteuert; Regulation Zellwachstum

1. Unterdrückung des Austreibens von Seitenknospen/Aufrechterhaltung der apikalen Dominanz

2. Fruchtentwicklung

3. Mitoseaktivität im Kambium

4. Induktion der Differenzierung von Xylem und Phloemzellen

5. Bildung von Adventivwurzeln

6. Phototropismus - wachsen zum Licht

7. Gravitropismus - wachsen zur Gravitation

8. Zellstreckung - fördert Längenwachstum, Ansäuerung Zellwände

9. Hemmen Streckungswachstum der Wurzeln

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Molekularer Wirkmechanismus von Auxin

In Abwesenheit von IAA bindet der Repressor Aux/IAA Protein an Transkriptionsfaktor, bindet an Erkennungssequenz AuxRe, durch Repressor kann Transkriptionsfaktor nicht das Gen ablesen, kommt genügend IAA bindet es an TIR1 Rezeptor Protein, Rezeptorproteinkomplex bindet an Aux/IAA Repressor, wodurch Ubiquitin an Repressiv anlagert, Markierung für Proteasom, Proteasombaut Repressiv ab, Gen ist dann frei

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PIN 1 Protein und Mutante

PIN1 Protein ist ein Teil des Auxin Efflux Carrier Komplexes, befindet sich an den apikalen Seiten der Zelle, erlaubt den Transport des Auxins

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Säure-Wachstums-Hypothese

Auxinzugabe führt zu verstärkten H+-ATPase Expression und Aktivierung, Protonenausstrom, dadurch kommt es zur verstärkten Ansäuerung der Zellwand, Aufweichung der Zellwand, verminderter Druck, Absenkung Wasserpotential, Zellwandlockerung durch Expansine, lösen der Wasserstoffbrücken zwischen Polysacchariden, Wassereinstrom, Wachstum

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Chemiosmotisches Modell des polaren Auxin Transporters

In Apoplasten liegt bei pH 5 Auxin vorwiegend als IAA (pKs(IAAH)=4,75) vor.
In der Zelle liegt bei pH 7 vorwiegend die dissoziierte Form IAA- vor.

Die Auxin Importer (AUX/LAX) transportieren IAAH; die Auxin Exporter (PINs) transportieren IAA-.

Durch die polare Organisation der Transporter realisiert sich Spross ein basipetaler, im Wurzelzylinder ein polar akropetaler und im Wurzelparenchym ein basipetaler Transport.

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Entdeckung von Gibberellin

Phytopathologe entdeckt Phytotoxin, "verrückter Reis", -> hoher Wuchs, kein Fruchtansatz, durch den Pilz Gibberela fujikuroi

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Wo sind Gibberellinquellen?

unreife Samen oder Früchte, junge Blätter, Wurzel und Sprossspitzen

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