CITOQUININAS

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CITOQUININAS
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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 gt 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!

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• Se compró HS pero no tenía actividad. Cuando HS
  se puso viejo empezó a mostrar activdad. Probó
  si autoclavando favorecía el envejecimiento y así
  fue. El compuesto se logró purificar
• 1955 Miller et al
• Describen actividad en artículo. Y proponen ue se
  denomine kinetina.
• El grupo de Steward encontró en coco a
  difenilurea

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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 Australia y Miller en US
• primeros en aislar citoquinina de plantas, ambos
  en granos de maíz.

ZEATINA
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Definición

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

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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.

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Citoquininas naturales

• Adenina
• Zeatina (trans y cis)
• Dihidro-zeatina
• Dimetilalil adenina (DMAA)
• Isopentenil adenina

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• Citoquininas
• Naturales

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tRNA
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Citoquinas sintéticas

• Kinetina
• Benzyl-adenina
• Tetrahydropyranyl-benzyl-adenina

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Anticitoquininas
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Actividad comparada
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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 degradaci
ón endógena
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Sitios de síntesis

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

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Biosíntesis
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Ruta del Acido Mevalónico
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(No Transcript)
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Síntesis a partir de tRNA

1. En tRNA predomina isómero cis y en la planta
   predomina trans
2. 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

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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

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Conjugación
Intermediarios en síntesis?
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Catabolismo

• Remoción irreversible de citoquininas
• Vía Citoquinina oxidasa

Isopentenil adenina
adenina
3 metyl-2-butenal
Citoquinina oxidasa
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(No Transcript)
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ZEATINA
UREA
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Transporte

• Ribonucleótido de zeatina
• Forma más común de transporte
• Bidireccional

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Homeostasis
Auxina
Auxina
Conjug. de Auxina
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Efectos Fisiológicos

• En combinación con auxinas regulan la relación
  parte aérearaiz
• 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

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División Celular
Agostino y Kiever, 1999
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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

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Citoquininas y morfogénesis
A. Reyes
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Senescencia
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(No Transcript)
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Agrobacterium tumefaciens
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Otros efectos fisiológicos

• Estimula pérdida de agua por transpiración
• Elimina dormancia en algunas semillas
• Estimula formación de tubérculos

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Genética Molecular
Respuesta molecular asociada al crecimiento

1. Receptor
2. Transducción
3. Respuesta Rápida
4. Bomba de protones
5. Secreción
6. Respuesta Lenta
7. Activación de proteínas reguldoras
8. Síntesis de mRNA
9. Síntesis de proteínas de crecimiento

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Sistema de dos componentes
Kakimoto, 2003
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Genes asociados a auxinas
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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
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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
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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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 pseudoHPT 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 200731868-69