CITOKININEK

1
CITOKININEK
                                           

ZEATIN
2

• A citokininek felfedezése és fogalma
• -Haberlandt, 1913 floemnedv, sejtosztódás
• -Van Overbeek, 1941 kókusztej
• -Miller, 1954 kinetin (6-furfurilamino-purin,
• DNS degradációs termék)
• -Miller, Letham 1961,1963 trans-zeatin,
• a természetes citokinin
• Citokinin purinvázas, sejtosztódást indukál,
  kallusztenyészet növekedését fenntartja (auxinnal
  együtt)

3
Természetes citokininek
transz-ZEATIN
4
Természetes citokininek
5
Szintetikus citokininek
6
Izoprenoid citokininek
X2 X3 X4 X5 Név Rövidítés
H H H H N6-(D2-izopentenil)adenin iPA
H H H R N6-(D2-izopentenil)adenozin iPAR
CH3S H H R 2-metiltio-N6-(D2-izopentenil)adenozin MTiPAR
H H H RP N6-(D2-izopentenil)adenozin-5-monofoszfát iPARMP
H G H H N6-(D2-izopentenil)adenin-3-glükozid iPA3G
H H G H N6-(D2-izopentenil)adenin-7-glükozid iPA7G
H H H G N6-(D2-izopentenil)adenin-9-glükozid iPA9G
X1
7
Izoprenoid citokininek
X1
H H H H transz-zeatin Z
H H H R transz-zeatin ribozid ZR
H H H RP transz-zeatin-ribozid-5monofoszfát ZRMP
H G H H transz-zeatin-3-glükozid Z3G
H H G H transz-zeatin-7-glükozid Z7G
H H H G transz-zeatin-9-glükozid Z9G
H H H Ala lupinsav Z9Ala
H H H H cisz-zeatin cis-Z
H H H G cisz-zeatin-9-glükozid cis-Z9G
transz
cisz
8
Aromás citokininek
H H H H N6-benziladenin BA
H G H H N6-benziladenin-3-glükozid BA3G
H H G H N6-benziladenin-7-glükozid BA7G
H H H G N6-benziladenin-9-glükozid BA9G
H H H Ala N6-benziladenin-9-alanin BA9Ala
H H H R N6-benziladenozin BAR
X1
9
Szerkezet és funkció
Hormonaktivtás csökken -3-as, 7-es N
cseréje -8-as pozícióba N (azapurin) -2es, 3-as
pozícióban hidroxiláció

• Hormonaktivitás fokozódik
• -N-6-nál az alkillánc hosszúsága 5-C atomig
• A szénlánc telítetlensége
• 2-es pozícióban halogén, 9-be, -CH3
• 2es pzícióban -S-CH3 csoport

10
A szerkezet és hatás összefüggéseMódosított
purinvázas citokininek
11
A szerkezet és hatás összefüggéseanti-citokininek
(pszeudopurin váz)
12
A citokinin receptor
13
Bioszintézis
2i
2iPP?2-izopentenil pirofoszfát iPARMP
i-pentenil-adenozin-monofoszfát iPAR izopentenil
adenozin Z zeatin DHZ dihidrozeatin
2iPP
14
Bioszintézis további lehetoségek
15
Bioszintézis helye,habituáció, transzport

• Szintézis fo helye gyökércsúcs
• Szállítás a xilémben
• Recirkuláció (floem)
• Reciklizálódás tavsz/osz
• Habituáció kallusz kultúrák autonómmá válása

16
A citokinin konjugátumok típusai

• TÍPUS KAPCSOLÓDÁSI HELY
• Citokinin ribozid és -ribozid-5-foszfát N-9
• Citokinin-N-glükozid N-3, N-7, N-9
• Citokinin O-glükozid O-4
• Ribozil-citokinin-glükozid N-9, O-4
• Citokinin-aminosav konjugátum N-9

17
Zeatin konjugátumok
18
Transzfer RNS-ben
3
5
CITOKININ
antikodon
19
A citokininek lebontása
20
A zeatin lebontási folyamata
21
A citokininek kimutatása
zeatin
kinetin
Kallusz növekedése
-10
-9
-8
-7
Citokinin koncentráció, log M
22
Citokininek kimutatásaXanthium sziklevél teszt
benziladenin
Növekedés,
zeatin
kinetin
adenin
Citokinin koncentráció
23
Citokininek kimutatásaKlorofill retenciós teszt
Kezdeti érték
Klorofill tartalom
Kinetin koncentráció
24
A sejtosztódás szabályozása
M
Hagyma gyökércsúcs sejt interfázisban
-DNS replikáció a S fázisban -Állati sejtben
kulcsregulációs pont a G1 -növényi sejt kiléphet
a proliferációs ciklusból -két kontroll pont van
a ciklusban a DNSreplikáció iniciálása és
mitózis iniciálása G1 és G2 -poliploidia DNS
replikáció mitózis és citokinézis nélkül
25
A sejtosztódás szabályozása
Cyc
citokinin
citokinin
Cdc25
Cdk
CycD3
M
Cdk
CycD3
ICK1
ABA
G2
G1
Cdk
Auxin citokinin GA
E2F
Cdk
R
E2F
S
S
Rb
Rb
CycD3 ciklin D3 gén E2F 7 elongációs faktor Rb
retinoblasztóma fehérje
Cdc25 foszfatáz Cdk ciklin dependens kináz
26
Fejlodésélettani hatások

• Organogenezis szabályozása
• Sejtmegnyúlás serkentése (sziklevelek)
• Serkentik a kloroplasztiszok érését
  (intracelluláris morfogenezis)
• Jelzik a növény N-ellátottságát
• Szabályozzák az öregedést
• Tápanyageloszlás (sink-source viszonyok)

27
Vegetatív szervek organogenezise
kallusz
nem növekszik
inokulum
gyökér
hajtás
gyökér
3
0.03
IES (mg/l)
3
0
0.02
1
1
0.2
Kinetin (mg/l)
0.2
28
Az öregedés szabályozásatápanyageloszlás
kinetin
kinetin
A
B
C
D
fiatal
öreg
-Radioaktív aminosavat a jobb levélfélre
helyezték -Leképezés autoradiogram
29
A citokinin jelátvitel modellje
citokinin
CHASE
His kináz
PM
PM
Jelátvétel
CRE1 His kináz
Foszforiláció
Foszfotranszfer protein (AHP)
Effektorok
Válaszregulátor-B
Válaszregulátor-A
fény
effektorok
mRNS
transzkripció
30
Agrobacteruim tumefaciens tumoros növekedés
31
Protoplaszt-transzformációból nyert kallusz
32
Az A. tumefaciens által telmelt opinok
33
A tumor indukáló Ti-plazmid
T-DNS
citokinin
auxin
opin
bal és jobb border
Ti-plazmid
Opin hasznosítás
Vir gének
Ori replikációs startpont
34
Agrobacterium Ti-plazmid mutánsok

• Részlegesen differenciálódott tumor teratóma
• Auxin deficiens shooty mutáns (csak
  hajtáskezdemények)
• Zeatin deficiens rooty mutáns (csak
  gyökérdifferenciálódás)
• (ld. elobb vegetatív szervek organogenezise)

35
A transzformáció
Növényi sejt
Agrobacterium
Ti plazmid
sebzési fenolok
genom
vir gének indukciója
sejtmag
kivágott egyszálú T_DNS
vir fehérje
vir fehérjék
T-DNS integráció
36
A Ti-plazmidból kifejlesztett bináris
transzformációs vektor
konstrukció
hasítóhely
promóter
bal
jobb
T-DNS
border
E.coli ori
szelekciós marker
A. tunef. ori
KÉSZ VEKTOR
ÜRES VEKTOR
37
Köszönöm a figyelmet!