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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

Escuela Académico Profesional de Administración

HORMONAS VEGETALES

2018 jn Docente: Qui SALDAÑA ROJAS, Edinson Ciclo: Presentado por:

III

DEDICATORIA

CAJAMARCA – PERU El presente trabajo está dedicado en primer lugar a Dios por la oportunidad de vivir y estar presente guiando nuestros pasos en la búsqueda de nuestros ideales, a nuestros padres por su guía, tutela y comprensión en nuestro proceso de formación.

A nuestro docente del curso de

BIOQUIMICA

por

transmitirnos sus conocimientos y consejos que hacen enriquecedora nuestra formación profesional y ética en el campo de la Agronomía.

El equipo de trabajo.

INTRODUCCION Las plantas han desarrollado estrategias complejas para lograr su supervivencia en un medio ambiente en constante cambio. Las interacciones entre el modelo de desarrollo de cada especie y las condiciones anmbientales en donde crecen, son censadas y trasmitidas por una compleja red de diferentes receptores (Lenton 1998). A excepción de la luz, los mecanismos de percepción de la planta ante los cambios medio ambientales, no se han esclarecido por completo en todos los casos. Por ello, son objeto de estudio permanente las vías de señalización que involucran una o varias hormonas (Achard et ál. 2006). Estos compuestos tan importantes, responsables de los patrones de expresión génica de diversos eventos de crecimiento y desarrollo, participan en la regulación de múltiples procesos fisiológicos como la germinación de semillas, el enraizamiento, los movimientos trópicos, la tolerancia a diferentes tipos de estrés bióticos y abióticos, la etapa de floración, la maduración de frutos y la senescencia, entre otros (McCourt 1999). A diferencia de las hormonas animales, las fitohormonas se producen en las células de la planta, sin formar glándulas y se definen como compuestos orgánicos que se Sintetizan en una parte de la planta, y se trasladan a otro sitio donde ejercen su acción fisiológica en muy bajas concentraciones, entre 10 −9 M a 10−6 M, muy por debajo de la concentración de otros compuestos como nutrientes y vitaminas (Izumi et ál. 2009).

OBJETIVOS ➢ Conocer las funciones de las fitohormonas. ➢ Conocer el mecanismo de acción de las hormonas vegetales. ➢ Conocer los problemas que causa la no producción de fitohormonas.

HORMONAS VEGETALES

1.- DEFINICIÓN: ➢ Las hormonas son sustancias producidas en un tejido transportadas a otro, donde producen unas respuestas fisiológicas determinadas. Son activas en cantidades pequeñísimas. ➢ Asimismo a las hormonas vegetales se denominan fitohormonas y se producen en las células de secreción que no forman glándulas. Controlan el crecimiento y desarrollo del vegetal. 2. IMPORTANCIA: De las hormonas vegetales se debe a que las plantas no poseen un sistema nervioso, como los animales; un vegetal que se acerca hacia la luz no lo hace porque “le conviene”, ya que no es consciente de e ello, sino por el efecto de una hormona que determina que la planta se cure en esa dirección. Esta Respuesta al estímulo es vital para la planta, porque de esta forma obtiene la energía luminosa ara realizar fotosíntesis. 3.- CLASES: Las fitohormonas pertenecen a cinco grupos conocidos de compuestos que ocurren en forma natural, cada uno de los cuales exhibe propiedades fuertes de regulación del crecimiento en plantas, y cada uno con su estructura particular y activos a muy bajas concentraciones dentro de la planta:

4. TIPOS DE HORMONAS 1. HORMONAS ESTIMULADORAS 1.1 AUXINAS Son hormonas que se sintetizan en los meristemos terminales del tallo desde donde se difunden hacia las partes inferiores de las plantas. Su acción es la de producir turgencia a las células por lo que sufren un alargamiento; el efecto inmediato es el de crecimiento en longitud del tallo. Lo podemos encontrar en el embrión de semillas, en hojas jóvenes, tejidos meristemáticos de yemas apicales, etc. TIPOS DE AUXINAS Son varias las auxinas que existen en el tejido vegetal siendo el ácido indolacetico (AIA) el más relevante en cuanto a cantidad y actividad. Otras como el ácido indolacetamida, están presentes en menor cantidad y tienen poca actividad en relación al AIA. Biosíntesis Aunque las auxinas se encuentran en toda la planta, la más alta concentración se localiza en las regiones meristemáticas, las cuales están en crecimiento activo, siendo éste el sitio de síntesis. Su síntesis puede derivar del triptofano, que por transaminación y descarboxilación da origen al AIA o de la triptamina por oxidación. Se le encuentra tanto como molécula libre que es la forma activa o en formas conjugadas (con proteínas solubles), inactivas. La forma conjugada es la forma de transporte, de almacenamiento en semillas en reposo, y de evitar la oxidación por acción de la AIA oxidasa. Este proceso de conjugación parece ser reversible. La concentración de auxina libre en plantas varía de 1 a 100 µg/kg peso fresco. En contraste, la concentración de auxina conjugada ha sido demostrada en ocasiones que es sustancialmente más elevada.

Traslado Una característica sorprendente de la auxina es la fuerte polaridad exhibida en su transporte a través de la planta. La auxina es transportada por medio del parénquima que rodea los haces vasculares, sin penetrar en los tubos cribosos. Su movimiento es lento y basipéto, alejándose desde el punto apical de la planta hacia su base, aún en la raíz, y requiere energía. Este flujo de auxina reprime el desarrollo de brotes axilares laterales a lo largo del tallo, manteniendo de esta forma la dominancia apical. El movimiento de la auxina fuera de la lámina foliar hacia la base del pecíolo parece también prevenir la abscisión. Las auxinas asperjadas sobre las hojas, en concentraciones bajas, pueden ser absorbidas, penetran en los elementos cribosos, pero posteriormente se trasladan al parénquima vascular, las auxinas sintéticas, aplicadas en altas concentraciones, se trasladan por floema, junto a los fotoasimilados. Modo de acción Existe acuerdo en que las auxinas actúan a nivel génico al des reprimir o reprimir la expresión de los genes. EL AIA se liga a un receptor de naturaleza proteica, formando un complejo receptor-hormona de carácter reversible, específico, con alta afinidad y saturable. Este complejo activa un promotor que controla la expresión de los genes que codifican la síntesis de las enzimas catalizadoras de los compuestos de la pared El efecto inicial preciso de la hormona que subsecuentemente regula este arreglo diverso de eventos fisiológicos no es aún conocido. Durante la elongación celular inducida por la auxina se piensa que actúa por medio de un efecto rápido sobre el mecanismo de la bomba de protones ATP asa en la membrana plasmática, y un efecto secundario mediado por la síntesis de enzimas. Las funciones de las auxinas son las siguientes: ✓ Dominancia apical ✓ Aumentar el crecimiento de los tallos ✓ Promover la división celular en el cambium vascular y diferenciación del xilema secundario ✓ Estimular la formación de raíces adventicias ✓ Estimular ocasiones)

el

desarrollo

de

frutos

(partenocárpicos

en

✓ Fototropismo ✓ Promover la división celular ✓ Promover la floración en algunas especies ✓ Promover la síntesis de etileno (influye en los procesos de maduración de los frutos) ✓ Favorece el cuaje y la maduración de los frutos ✓ Inhibe la abcisión o caída de los frutos. 1.2 CITOQUININAS Las citoquininas han sido consideradas estructuralmente como derivadas de adeninas o purinas, y dentro de este grupo se incluyen la kinetina, zeatina y benzilaminopurina. Debido a su variación estructural se ha llegado a clasificar en citoquininas isoprenoides y aromáticas (Sakakibara 2006). Este grupo de fitohormonas es considerado el responsable de los procesos de división celular, entre los que se encuentran la formación y crecimiento de brotes axilares, la germinación de semillas, la maduración de cloroplastos, la diferenciación celular (Klee y Estelle 1991) y también el control de varios procesos vegetales como el retardo de la senescencia y en la transducción de señales (Sakakibara 2006). Se cree que las citoquininas son sintetizadas en tejidos jóvenes o meristemáticos como ápices radiculares, yemas del tallo, nódulos de raíces de leguminosas, semillas en germinación, especialmente en endospermas líquidos y frutos jóvenes; desde donde se transportan vía xilema hacia la hoja donde se acumula, para luego ser exportada vía floema hacia otros órganos como los frutos (Srivastava 2002). Recientemente se han reconocido sus mecanismos de biosíntesis y de señalización, debido al uso de técnicas moleculares modernas que han permitido la identificación de los genes que codifican para las enzimas y proteínas que controlan los puntos Clave de estos procesos (Sakakibara 2006). La biosíntesis y homeostasis de citoquininas, están finamente controladas por factores internos y externos como el nivel de otras fitohormonas y las fuentes de nitrógeno inorgánico, además su mecanismo de translocación está relacionado con el mismo sistema de

transporte de purinas y nucleósidos tanto a nivel de toda la planta, como a nivel celular (Sakakibara 2006). Biosíntesis Son producidas en los órganos en crecimiento y en el meristema de raíz. Se sintetizan a partir del isopentenil adenosina fosfato (derivado de la ruta del ácido mevalónico) que por perdida de un fosfato, eliminación hidrolítica de la ribosa y oxidación de un protón origina la zeatina, es una citocinina natural que se encuentra en el maíz (Zea mays L.) de allí su nombre.

Traslado Las citocininas se trasladan muy poco o nada en la planta, sin embargo se las identifica en xilema (cuando se sintetizan en la raíz) y floema. Sin embargo, cuando los compuestos se encuentran en las hojas son relativamente inmóviles. Modo de acción Como derivan de una purina: ✓

Se unen a la cromatina del núcleo

✓

Efecto promotor sobre el ARN y las enzimas.

✓

Estimulan el estado de transición del estado G2 en la mitosis

✓

Actúan en la traducción del ARN.

✓

Incrementan la rapidez de síntesis de proteínas

Efectos Fisiológicos ✓ División celular y formación de órganos. ✓ Retardo de la senescencia (debido a su propiedad de generar alta división celular son fuente de nutrientes, por lo que realizan su efecto de retardo de la senescencia) ✓ Desarrollo de yemas laterales. ✓ Inducen partenocarpia

✓ Floración de plantas de días corto. ✓ Reemplazo de luz roja en germinación de semillas fotoblásticas Aplicaciones en la Agricultura ✓ Retardo de la senescencia de flores y hortalizas de hojas, manteniendo por más tiempo el color verde ✓ En manzanos, rosas o claveles promueve la ramificación lateral ✓ En combinación con giberelinas controla forma y tamaño de algunos frutos (manzano) ✓ Inducen partenocarpia en algunos frutos Funciones ✓ Estimulan la división celular y el crecimiento ✓ Inhiben el desarrollo de raíces laterales ✓ Rompen la latencia de las yemas axilares ✓ Promueven la organogénesis en los callos celulares ✓ Retrasan la senescencia o envejecimiento de los órganos vegetales ✓ Promueven la expansión celular en cotiledones y hojas ✓ Promueven el desarrollo de los cloroplastos.

2. HORMONAS REGULADORAS

2.1 ETILENO El etileno es un gas incoloro, es una molécula orgánica con actividad biológica, producida por todas las plantas, algunos hongos, levaduras y bacterias (Srivastava 2002). Su biosíntesis se incrementa en plantas sometidas a estrés y se asocia con procesos de senescencia y maduración. Dentro de sus funciones fisiológicas más investigadas, se encuentran las relacionadas con la abscisión de hojas, marchitamiento de flores, maduración de frutos y otros procesos relacionados con el envejecimiento, pues se plantea su participación en la degradación de clorofila y peroxidación de lípidos de membranas. También favorece la epinastia

de hojas, la germinación de semillas, pone fin a la dormancia de brotes y promueve la síntesis de enzimas relacionadas con defensa a patógenos, daños mecánicos o en situaciones de estrés, entre otros (Santner y Estelle 2009). Esencialmente se produce en todas las partes de la planta, se transporta de célula a célula difundiéndose en el citoplasma, ya que es suficientemente hidrosoluble para ser transportado en solución. Por regla general, el sitio de acción del etileno es próximo al sitio de síntesis (Klee y Estelle 1991). Es la única hormona gaseosa de las plantas que estimula la maduración de los frutos; esto debido a que induce la transformación de almidón y los ácidos contenidos en ellos en azúcares que les dan el característico sabor dulce; además, facilita la degeneración de la clorofila, que le da el característico color verde a los frutos inmaduros, y la síntesis de pigmentos de otros colores. Además, intervine también en la caída de las hojas, ya que cuando las cantidades de auxinas y citoquininas en la hoja disminuyen, permite que las células de las hojas comiencen a decaer y el punto de unión con el tallo se prepare para dejarla caer, mientras que las cantidades de etileno aumentan.

Biosíntesis Deriva de los C3 y C4 de la metionina, que pasa, con gasto de ATP, a Sadenosilmetionina (SAM), por acción de una enzima pasa a ácido aminociclopropano- 1 carboxílico (ACC) y por oxidación de este y por la acc oxidasa se forma etileno. Una característica de esta hormona es que posee acción auto catalítica, esto se debe a que la presencia de etileno activa la acción del gen que codifica la enzima que pasa de ACC a etileno

Factores que afectan la biosíntesis de etileno

El etileno parece ser producido esencialmente por todas las partes vivas de las plantas superiores, y la tasa varía con el órgano y tejido específico y su estado de crecimiento y desarrollo. Las tasas de síntesis varían desde rangos muy bajos (0.04-0.05 µl/kg-hr) en blueberries (Vaccinium sp.) a extremadamente elevadas (3.400 µl/kg-hr) en flores devanecientes de orquídeas Vanda. Modo de acción Su acción se da principalmente porque:

●

Se une a receptores del tipo proteico que reconocen moléculas pequeñas de doble ligadura

●

Deber ser una metalproteína que contiene CU o Zn

●

Los receptores son principalmente dos (ETR y ERS) uno formado por dos elementos: un sensor y otro de respuesta (ETR) y otro con solo el elemento sensor (ERS)

●

Actúan en la traduccción y amplificación de la señal de la hormona, al unirse el etileno a sus receptores , se desencadenan las reacciones que llevan a la respuesta al etileno.

●

En general se observa un aumento en la síntesis de enzimas

Efectos Fisiológicos ✓

Maduración de frutos

✓

Senescencia de órganos

✓

Epinastia

✓

Tigmomorfogénesis o perturbación mecánica

✓

Hipertrofias

✓

Exudación de resinas, latex y gomas

✓

Promoción o inhibición de los cultivos de callos in vitro

✓

Inhibición de la embriogénesis somática

✓

Apertura del gancho plumular

✓

Inducción de raíces

✓

Inhibición del crecimiento longitudinal

✓

Incremento del diámetro caulinar

Antagonistas ●

[CO2] Compite por el sitio de unión del etileno con el receptor. Por eso se utiliza para la conservación de frutas

●

Ag+ Interfiere la unión del etileno con su receptor. Se lo utiliza para la conservación de flores

●

2,5 norbornadieno cis buteno Inhibe la acción del etileno de manera competitiva por unirse al mismo receptor.

Aplicaciones en la Agricultura ➢

Maduración de frutos climatéricos

➢

Evitar vuelco en cereales

➢

Provocar abscisión de órganos y frutos

➢

Estimula la germinación

➢

Inducción de floración

➢

Incremento del flujo de latex, gomas y resinas

➢

Inhibición de la nodulación inducida por Rizhobium, de la tuberización y bulbificación

➢

Promoción de la floración femenina en Cucurbitáceas

Funciones: ✓ Promueve la maduración de los frutos ✓ Promueve la senescencia (envejecimiento) ✓ Caída de las hojas ✓ Geotropismo en las raíces 2.2 ÁCIDO ABCÍSICO (ABA):

Es antagónica de las giberelinas, ya que es una hormona simple que se sintetiza en las hojas, tallo y cofia de las raíces, su función primordial es el impedimento de la pérdida de agua en casos de estrés hídrico, reduciendo el número de hojas; también impide que la semilla germinen si se hallan en condiciones adversas. El ácido abscísico es un potente inhibidor del crecimiento que ha sido propuesto para jugar un papel regulador en respuestas fisiológicas tan diversas como el letargo, abscisión de hojas y frutos y estrés hídrico, y por lo tanto tiene efectos contrarios a las de las hormonas de crecimiento (auxinas, giberelinas y citocininas). Típicamente la concentración en las plantas es entre 0.01 y 1 ppm, sin embargo, en plantas marchitas la concentración puede incrementarse hasta 40 veces. El ácido abscísico se encuentra

en

todas

las

partes

de

la

planta,

sin

embargo,

las

concentraciones más elevadas parecen estar localizadas en semillas y frutos jóvenes y la base del ovario.

El ácido abscísico (ABA), conocido anteriormente como dormina o abscisina, es un inhibidor del crecimiento natural presente en plantas. Inhibe el crecimiento celular y la fotosíntesis. Químicamente es un terpenoide que es estructuralmente muy similar a la porción terminal de los carotenoides:

Típicamente la concentración en las plantas es entre 0.01 y 1 mg/L, sin embargo, en plantas marchitas la concentración puede incrementarse hasta 40 veces. El ácido abscísico se encuentra en todas las partes de la planta, sin embargo, las concentraciones más elevadas parecen estar localizadas en semillas y frutos jóvenes y la base del ovario Biosíntesis Existen dos rutas de biosíntesis una a partir del ácido mevalónico, por ciclación y oxidacíon o por las xantófilas, zeaxantinas, anteraxantinas, neoxantinas y violaxantinas, precursores de la xantoxina y esta por oxidación pasa a ABA

Traslado Se realiza tanto por xilema como por floema

Modo de acción Se supone que su mecanismo de acción se da por un receptor formado por tres proteínas de diferente peso molecular, ubicados en el plasmalema de las células guardianas, con la parte ligada al ABA orientada hacia el apoplasto. Tiene efecto antagonista principalmente con las giberelinas en la síntesis de alfa amilasa sin afectar el resto de compuesto enzimáticos Efectos Fisiológicos ● ● ● ● ● ● ●

Provoca el cierre estomático en plantas sometidas a stress hídrico. Induce rusticidad a las bajas temperaturas, la sequía y el exceso de sal Inhibe el crecimiento celular Estimula la entrada de K+ a la raíz y la absorción de agua Causa la dormición de semillas (rosa, duraznero, gramineas) Provoca la abscisión de hojas, flores y frutos Promueve floración en plantas de días cortos

Aplicaciones en la Agricultura Una de las principales aplicaciones es como desfoliante en algodón

Funciones: ✓ Promueve la latencia en yemas y semillas ✓ Inhibe la división celular ✓ Causa el cierre de los estomas ✓ Antagónico de las giberelinas ✓ Inhibe el crecimiento. 2.3 GIBERELINAS:

Se sintetizan en los tallos produciendo su alargamiento por favorecer el crecimiento en número y en tamaño de las células. También son estimuladoras de la germinación de las semillas por su intervención en el mecanismo de acción de enzimas que hidrolizan el almidón y las proteínas del albumen. Biosíntesis Las giberelinas son terpenos; su estructura se forma por ciclación de estas unidades, formando kaureno. Sintetizado en el camino metabólico del ácido

mevalónico, de este mismo camino derivan, también, los retardantes del crecimiento. Su síntesis se produce en todos los tejidos de los diferentes órganos y puede estar afectada aparte de por procesos internos de retroalimentación negativa por factores externos como la luz que según su duración lleva a la producción de giberelinas o inhibidores del crecimiento Traslado Su traslado se realiza a través de floema y xilema, no es polar como en el caso de las auxinas.

Modo de acción Las giberelinas provocan la división celular al acortar la interfase del ciclo celular e inducir las células en fase G1 a sintetizar ADN. También promueven la elongación celular al incrementar la plasticidad de la pared y aumentar el contenido de glucosa y fructosa, provocando la disminución del potencial agua, lo que lleva al ingreso de agua en la célula y produce su expansión, inducen la deposición transversal de microtúbulos y participan en el transporte de calcio. También pueden actuar a nivel génico para provocar algunos de sus efectos fisiológicos. Efectos fisiológicos Controlan el crecimiento y elongación de los tallos . Elongación del escapo floral, que en las plantas en roseta es inducido por el fotoperíodo de día largo. Inducción de floración en plantas de día largo cultivadas en época no apropiada Crecimiento y desarrollo de frutos Estimulan germinación de numerosas especies, y en cereales movilizan reservas para crecimiento inicial de la plántula. Inducen formación de flores masculinas en plantas de especies diclinas.Reemplaza la necesidad de horas frío (vernalización) para inducir la floración en algunas especies (hortícolas en general).

Aplicaciones en la Agricultura ✓

En alcaucil para producir agrandamiento y alargamiento del escapo floral

✓

En perejil para aumentar crecimiento (en épocas de frío principalmente)

✓

En cítricos retarda la senescencia de los frutos

✓

En vid para alargar de los pedúnculos florales para evitar enfermedades fúngicas, obtener bayas de mayor tamaño sin semillas

✓

En manzano para aumentar tamaño y calidad de la fruta

✓

En Coníferas, para incrementar la producción de semillas induciendo la floración precoz

✓

En caña de azúcar para aumentar rendimiento en sacarosa

✓

Romper latencia en tubérculos de papa y dormancia en semillas.

✓

En malterías para aumentar la hidrólisis del almidón del endosperma de cebada

Funciones: Su principal función es incrementar la tasa de división celular (mitosis). CONCLUSIÓN:

La hormona vegetal perite la supervivencia de la planta, ya que las plantas no solo necesitan para creer agua y nutrientes del suelo, luz solar y bióxido de carbono atmosférico. Ellas como otros seres vivos, necesitan hormonas para lograr un crecimiento armónico, esto es, pequeñas, cantidades de sustancias que se desplazan a través de sus fluidos regulando su crecimiento, adecuándolos a las circunstancias.

5. ANEXO:

6.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: ✓ http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/reino_vegetal/co ntenidos10.htm

✓ http://labiotrop.weebly.com/uploads/1/0/8/7/10876103/bot11fitohormonas.pdf.

✓ http://www.biologia-en-internet.com/biologia/apuntes-de-biologia/lashormonas-vegetales/

✓ http://www.mclibre.org/otros/daniel_tomas/1bachillerato/12_relacion_reprod uccion_plantas/hormonas-vegetales/hormonas-vegetales.html.