36.2:
Photorezeptoren und pflanzliche Reaktionen auf Licht
36.2: Photorezeptoren und pflanzliche Reaktionen auf Licht
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Licht spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen. Neben der Bereitstellung der Energie für die Photosynthese liefert Licht weitere wichtige Reize, um eine Reihe von Entwicklungen und physiologischen Reaktionen in Pflanzen zu regulieren.
Was ist ein Photorezeptor?
Pflanzen reagieren auf Licht mit einem einzigartigen Satz an lichtempfindlichen Proteine, die Photorezeptoren genannt werden. Photorezeptoren enthalten Photopigmente, die aus einer Proteinkomponente bestehen, die an ein nicht-proteinogenes lichtabsorbierendes Pigment namens Chromophor gebunden ist. Es gibt verschiedene Arten von Photorezeptoren, die in ihrer Aminosäuresequenz und der Art des Chromophors variieren. Diese Typen reagieren maximal auf unterschiedliche spezifische Wellenlängen des Lichts, von ultraviolettem (280-315 Nanometer) bis ins rote (700-750 Nanometer). Die Absorption des Lichts durch das Chromophor löst strukturelle Veränderungen im Photorezeptor aus und führt zu einer Reihe an Signaltransduktionsereignissen, die zu Veränderungen der Genexpression führen.
Das Phytochrom-System
Viele Arten von Photorezeptoren sind in Pflanzen vorhanden. Phytochrome sind eine Klasse von Photorezeptoren, die hellrotes bis dunkelrotes Licht erkennen. Das Phytochrom-System fungiert als natürlicher Lichtschalter, der es Pflanzen ermöglicht, auf die Intensität, Dauer und Farbe des Umgebungslichts zu reagieren.
Das Phytochromsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Photomorphogenese – dem Wachstum und der Entwicklung von Pflanzen als Reaktion auf Licht. Helles Sonnenlicht enthält mehr hellrotes als dunkelrotes Licht. Chlorophyll absorbiert stark rotes Licht, so dass schattierte Pflanzenbereiche mehr dunkelrotes als rotes Licht erhalten.
Pflanzen verwenden Phytochrome, um ihr Wachstum als Reaktion auf rotes und dunkelrotes Licht anzupassen. Die Exposition mit dunkelrotem Licht in beschatteten Bereichen löst die Dehnung der Sprossachsen und Blattstiele auf der Suche nach Licht aus. Andererseits verbessert die Exposition mit roten Wellenlängen durch ungefiltertes Sonnenlicht das seitliche Wachstum und die Verzweigung.
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