Reactie binnen bepaalde tijd
- Binnen milliseconden – zoals kruidje roer me niet – via chemische signalering
- Reactie over jaren: directionele groei van boom door wind, boom te maken met mechanische
stress leidt tot drukhout
- Binnen een dag: bij zonnebloemen – in ochtend naar oosten en avond naar westen – als
volwassen plant hele dag naar oosten waardoor bloem warm wordt scheidt stoffen uit wat
goed is voor de beestjes
- Over aantal maanden: Vernalisatie respons: behoefte van planten om winterkou meegemaakt te
hebben om in het voorjaar te gaan bloeien. Winter is belangrijker in dit proces dan de langere
dagen in de lente. Waardoor een bloeiremmer na winter niet meer actief is – vindt plaats op
DNA niveau
Cel respons kan autonoom zijn of niet autonoom
- Celautonoom: in droogte zal de plant zijn huidmondjes sluiten tegen uitdroging door ABA
o Een ABA mutant kan zijn huidmondjes niet sluiten, leidt tot verwelking.
o Een plant die gedeeltelijk ABA kan maken maar alleen in de huidmondjes (door
promotor te gebruiken die alleen actief is in huidmondjes) – voldoende om huidmondjes
dicht te laten gaan.
- Niet celautonome respons: kan in buurcellen via plasmodesmata
o Staan niet altijd open
o Moet gereguleerd worden
o Short-root wordt zo getransporteerd en gaat een interactie in volgende cel aan met
scarecrow waardoor short root niet weer verder kan.
- Kan ook veel verder weg waargenomen worden via phloem / vluchtige stoffen / xyleem
Planten receptoren kunnen van bacteriën afkomen of van dieren/fungi
- Bacteriën
o Two-component system derived:
Plantenhormonen cytokinen en ethyleen
o Photolyase-derived: enzymen actief onder blauwlicht en betrokken bij reparatie DNA
schade, in planten zijn dat cryptochromen maar deze kunnen niet DNA schade repareren
- Andere eurkaryoten
o F-box protein-related (betrokken bij targetten voor afbraak)
F-box eiwit (deel van SCF complex) werkt samen met E1 en E2 waardoor ubq kan
worden geplaatst op het eiwit die dan afgebroken moet worden.
Plantenhormoon auxine
o Receptor kinases: Brassinosteroiden
Signaalversterking via:
- Kinases (MAP3K MAP2K MAPK)
- Via Calcium (second messenger) ligt opgeslagen in vacuole of buiten de cel - opname van calcium
zorgt voor een verandering in concentratie, wat leidt tot versterking en doorgeven van signaal
, o Calcium bindt eiwitten aan membraan structuur van eiwit verandert kinase
activiteit activeert transcriptiefactoren of andere eiwitten.
pH verandering is belangrijk bij groei responsen:
Auxine activeert proton kanalen H+ gaat naar buiten celwand wordt zuurder eiwitten
expansines worden actief maakt matrix van cellulose microfibrillen wat losser daardoor kunnen
polysacchrides worden afgebroken leidt tot minder tegendruk van de celwand waardoor de cel groter
kan worden.
F-Box systeem (SCF complex)
E1 is een ubiquitine activerend enzym, E2 conjugerend enzym en E3 eiwit ligase
- Ubiquitine moleculen worden aan een eiwit gehangen (staart) en kan dan worden herkent door
een proteasoom voor afbraak
o Daarbij koppelen E2 en E3 de ubiquitine groep aan het eiwit
o En E3 en het target-eiwit vormen sleutel-slot conformatie
In planten werkt signaaltransductie vooral via remming van de remmer!!
Je kan activiteit / lokalisatie / afbraak van de remmer veranderen om remming te voorkomen:
- Activiteit: Inactivatie van een remmer via: fosfarylatie zorgt voor veranderen van activiteit kan
activerend werken of inactiverend
- Lokalisatie: COP1 (ubq) in het donker in de kern waar HY5 remt, in licht wordt het de kern
uitgeshuttled waardoor HY5 actief kan zijn.
- Afbraak: F-box eiwit SCFTIR1 vormt de helft van auxine receptor, andere helft AUX/IAA (krijgt
ubq staart) wordt afgebroken). Zonder auxine is ARF vrij van AUX/IAA kan ARF binden aan
ARF dimeer transcriptie.
Primaire interactie: twee signaaltransductiecascades delen 1 signaaltransductiecomponent
(positief / negatief of de een inhibeert de ander)
Secundaire interactie: de output van de eerste cascade bepaalt het verloop van de tweede
signaaltransductiecascade.
Tertiaire interactie: De respons (het product) van de ene pathways stimuleert of inhibeert de
respons van de andere pathway.
Della eiwit: heeft della domein (regulatoire domein) en een GRAS domein (functioneel domein).
- Della eiwitten worden afgebroken als er GA aanwezig is.
- Een mutant die het della domein mist maar wel het functionele domein heeft zal dan dus niet
worden afgebroken, het functionele domein remt de GA respons. Dus geen remt altijd de GA
respons.
- Della eiwitten zijn dus schakelbare remmers van de GA respons door binding van
transcriptiefactoren waardoor die geen transcriptie kunnen induceren.
- Als er GA aanwezig is heb je minder RGA eiwit (della)(af te meten met GFP) door afbraak.
Plantenhormonen = phytohormonen
Hormoonconcentratie in cel omlaag brengen door:
, 1. Afbraak
2. Efflux
3. Eiwitten binden waardoor niet meer actief is
4. Tijdelijk inactiveren door conjugatie (binding van suiker bijv.)
Auxine Een stof auxine noemen ligt aan functie en niet aan hoe het molecuul eruit ziet
- Effecten op plantfenotype
Directionele groei waarbij een kant elongeert en de plant buigt, induceert apicale dominantie
(remt groei van zijscheuten)
- Transport
o PIN-eiwitten - Chemiosmotisch model voor polair auxinetransport
- Signaaltransductie
o Auxine niet aanwezig: AUX/IAA gebonden aan ARF waardoor geen transcriptie kan
plaatsvinden
o Auxine wel aanwezig: auxine dient als lijm tussen AUX/IAA en SCF complex (F-box)
waardoor AUX/IAA een ubq staart krijgt en afgebroken wordt. Daardoor is ARF vrij en
kan het een dimeer vormen met een andere ARF en kan er transcriptie plaatsvinden en
leidt tot een auxine respons zoals celelongatie.
Gibberelline Alles wordt gibberelline genoemd wat een bepaalde basisstructuur / niet functie belangrijk
- Effecten op plantfenotype
o Langgerekte groei en strekking van plantencellen
o Bevordert vruchtzetting
o Stimuleert doorbreken van dormantie in zaden
o Concentratie GA in plant optimaal maar bij dwerggroei GA toevoeging – herstelling groei
o Pitten produceren GA dus in pitloze druiven spuiten anders zijn ze heel klein
- Biosynthese
o Functionele redundantie bij laatste stappen biosynthese
o Niet alle 136 bekende GA moleculen zijn biologisch actief maar slechts 4
- Signaaltransductie
o Receptor (GID1a-c) bindt DELLA repressor eiwit waardoor het GRAS domein van
conformatie verandert en gaat een directe interactie aan met F-box (SLY = sleepy)
waardoor het DELLA eiwit een ubq staart krijgt wat leidt tot afbraak van de DELLA
eiwitten (GAI, RGA, RGL1, RGL2, RGL3). De DELLA eiwitten remmen nu de PIFs niet meer
waardoor transcriptie kan plaatsvinden
Cytokinine
- Effecten op plantfenotype
o Je krijgt kalfsweefsel (ongedifferentieerd) als je van cytokinine en auxine beide veel
toevoegt.
o Bij lage concentratie cytokinine en hoge concentratie auxine krijg je wortelvorming.
o Bij hoge concentratie cytokinine en lage concentratie auxine krijg je scheutvorming.
- Biosynthese
o Cytokinine-oxidases zorgen voor afbraak
- Binnen milliseconden – zoals kruidje roer me niet – via chemische signalering
- Reactie over jaren: directionele groei van boom door wind, boom te maken met mechanische
stress leidt tot drukhout
- Binnen een dag: bij zonnebloemen – in ochtend naar oosten en avond naar westen – als
volwassen plant hele dag naar oosten waardoor bloem warm wordt scheidt stoffen uit wat
goed is voor de beestjes
- Over aantal maanden: Vernalisatie respons: behoefte van planten om winterkou meegemaakt te
hebben om in het voorjaar te gaan bloeien. Winter is belangrijker in dit proces dan de langere
dagen in de lente. Waardoor een bloeiremmer na winter niet meer actief is – vindt plaats op
DNA niveau
Cel respons kan autonoom zijn of niet autonoom
- Celautonoom: in droogte zal de plant zijn huidmondjes sluiten tegen uitdroging door ABA
o Een ABA mutant kan zijn huidmondjes niet sluiten, leidt tot verwelking.
o Een plant die gedeeltelijk ABA kan maken maar alleen in de huidmondjes (door
promotor te gebruiken die alleen actief is in huidmondjes) – voldoende om huidmondjes
dicht te laten gaan.
- Niet celautonome respons: kan in buurcellen via plasmodesmata
o Staan niet altijd open
o Moet gereguleerd worden
o Short-root wordt zo getransporteerd en gaat een interactie in volgende cel aan met
scarecrow waardoor short root niet weer verder kan.
- Kan ook veel verder weg waargenomen worden via phloem / vluchtige stoffen / xyleem
Planten receptoren kunnen van bacteriën afkomen of van dieren/fungi
- Bacteriën
o Two-component system derived:
Plantenhormonen cytokinen en ethyleen
o Photolyase-derived: enzymen actief onder blauwlicht en betrokken bij reparatie DNA
schade, in planten zijn dat cryptochromen maar deze kunnen niet DNA schade repareren
- Andere eurkaryoten
o F-box protein-related (betrokken bij targetten voor afbraak)
F-box eiwit (deel van SCF complex) werkt samen met E1 en E2 waardoor ubq kan
worden geplaatst op het eiwit die dan afgebroken moet worden.
Plantenhormoon auxine
o Receptor kinases: Brassinosteroiden
Signaalversterking via:
- Kinases (MAP3K MAP2K MAPK)
- Via Calcium (second messenger) ligt opgeslagen in vacuole of buiten de cel - opname van calcium
zorgt voor een verandering in concentratie, wat leidt tot versterking en doorgeven van signaal
, o Calcium bindt eiwitten aan membraan structuur van eiwit verandert kinase
activiteit activeert transcriptiefactoren of andere eiwitten.
pH verandering is belangrijk bij groei responsen:
Auxine activeert proton kanalen H+ gaat naar buiten celwand wordt zuurder eiwitten
expansines worden actief maakt matrix van cellulose microfibrillen wat losser daardoor kunnen
polysacchrides worden afgebroken leidt tot minder tegendruk van de celwand waardoor de cel groter
kan worden.
F-Box systeem (SCF complex)
E1 is een ubiquitine activerend enzym, E2 conjugerend enzym en E3 eiwit ligase
- Ubiquitine moleculen worden aan een eiwit gehangen (staart) en kan dan worden herkent door
een proteasoom voor afbraak
o Daarbij koppelen E2 en E3 de ubiquitine groep aan het eiwit
o En E3 en het target-eiwit vormen sleutel-slot conformatie
In planten werkt signaaltransductie vooral via remming van de remmer!!
Je kan activiteit / lokalisatie / afbraak van de remmer veranderen om remming te voorkomen:
- Activiteit: Inactivatie van een remmer via: fosfarylatie zorgt voor veranderen van activiteit kan
activerend werken of inactiverend
- Lokalisatie: COP1 (ubq) in het donker in de kern waar HY5 remt, in licht wordt het de kern
uitgeshuttled waardoor HY5 actief kan zijn.
- Afbraak: F-box eiwit SCFTIR1 vormt de helft van auxine receptor, andere helft AUX/IAA (krijgt
ubq staart) wordt afgebroken). Zonder auxine is ARF vrij van AUX/IAA kan ARF binden aan
ARF dimeer transcriptie.
Primaire interactie: twee signaaltransductiecascades delen 1 signaaltransductiecomponent
(positief / negatief of de een inhibeert de ander)
Secundaire interactie: de output van de eerste cascade bepaalt het verloop van de tweede
signaaltransductiecascade.
Tertiaire interactie: De respons (het product) van de ene pathways stimuleert of inhibeert de
respons van de andere pathway.
Della eiwit: heeft della domein (regulatoire domein) en een GRAS domein (functioneel domein).
- Della eiwitten worden afgebroken als er GA aanwezig is.
- Een mutant die het della domein mist maar wel het functionele domein heeft zal dan dus niet
worden afgebroken, het functionele domein remt de GA respons. Dus geen remt altijd de GA
respons.
- Della eiwitten zijn dus schakelbare remmers van de GA respons door binding van
transcriptiefactoren waardoor die geen transcriptie kunnen induceren.
- Als er GA aanwezig is heb je minder RGA eiwit (della)(af te meten met GFP) door afbraak.
Plantenhormonen = phytohormonen
Hormoonconcentratie in cel omlaag brengen door:
, 1. Afbraak
2. Efflux
3. Eiwitten binden waardoor niet meer actief is
4. Tijdelijk inactiveren door conjugatie (binding van suiker bijv.)
Auxine Een stof auxine noemen ligt aan functie en niet aan hoe het molecuul eruit ziet
- Effecten op plantfenotype
Directionele groei waarbij een kant elongeert en de plant buigt, induceert apicale dominantie
(remt groei van zijscheuten)
- Transport
o PIN-eiwitten - Chemiosmotisch model voor polair auxinetransport
- Signaaltransductie
o Auxine niet aanwezig: AUX/IAA gebonden aan ARF waardoor geen transcriptie kan
plaatsvinden
o Auxine wel aanwezig: auxine dient als lijm tussen AUX/IAA en SCF complex (F-box)
waardoor AUX/IAA een ubq staart krijgt en afgebroken wordt. Daardoor is ARF vrij en
kan het een dimeer vormen met een andere ARF en kan er transcriptie plaatsvinden en
leidt tot een auxine respons zoals celelongatie.
Gibberelline Alles wordt gibberelline genoemd wat een bepaalde basisstructuur / niet functie belangrijk
- Effecten op plantfenotype
o Langgerekte groei en strekking van plantencellen
o Bevordert vruchtzetting
o Stimuleert doorbreken van dormantie in zaden
o Concentratie GA in plant optimaal maar bij dwerggroei GA toevoeging – herstelling groei
o Pitten produceren GA dus in pitloze druiven spuiten anders zijn ze heel klein
- Biosynthese
o Functionele redundantie bij laatste stappen biosynthese
o Niet alle 136 bekende GA moleculen zijn biologisch actief maar slechts 4
- Signaaltransductie
o Receptor (GID1a-c) bindt DELLA repressor eiwit waardoor het GRAS domein van
conformatie verandert en gaat een directe interactie aan met F-box (SLY = sleepy)
waardoor het DELLA eiwit een ubq staart krijgt wat leidt tot afbraak van de DELLA
eiwitten (GAI, RGA, RGL1, RGL2, RGL3). De DELLA eiwitten remmen nu de PIFs niet meer
waardoor transcriptie kan plaatsvinden
Cytokinine
- Effecten op plantfenotype
o Je krijgt kalfsweefsel (ongedifferentieerd) als je van cytokinine en auxine beide veel
toevoegt.
o Bij lage concentratie cytokinine en hoge concentratie auxine krijg je wortelvorming.
o Bij hoge concentratie cytokinine en lage concentratie auxine krijg je scheutvorming.
- Biosynthese
o Cytokinine-oxidases zorgen voor afbraak
