Τι είναι η βιοσύνθεση του αιθυλενίου;

Το αιθυλένιο είναι μια ένωση άνθρακα και υδρογόνου με τον χημικό τύπο C ₂ H ₄ .Είναι ένα άχρωμο αέριο με μια γλυκιά οσμή που κατασκευάζεται σε τεράστια κλίμακα από την πετροχημική βιομηχανία για χρήση κυρίως στην παραγωγή πλαστικών.Το αιθυλένιο παράγεται επίσης από φυτά και ενεργεί ως ορμόνη που επηρεάζει τις κρίσιμες φυτικές διεργασίες με διάφορους τρόπους.Είναι ασυνήθιστο για ένα τόσο μικρό μόριο να είναι ενεργό ως ορμόνη.Η βιοσύνθεση του αιθυλενίου στα φυτά λαμβάνει χώρα σε απάντηση σε διάφορες πιέσεις, συμπεριλαμβανομένης της επίθεσης από παράσιτα και ασθένειες, ξηρασία και βλάβη στον ιστό.Το πιο γνωστό του αποτέλεσμα είναι να επιταχύνει την ωρίμανση κάποιων ειδών φρούτων, για παράδειγμα μήλα, μπανάνες και ντομάτες, αλλά όχι εσπεριδοειδή.Ήταν γνωστό από τουλάχιστον την εποχή των αρχαίων Αιγυπτίων ότι ορισμένα φρούτα θα μπορούσαν να ωριμάσουν ταχύτερα από τους μώλωπες.Συχνά είναι απαραίτητο μόνο για μώλωπες ή για να κόψετε ένα φρούτο για να επιταχύνετε την ωρίμανση ενός μεγάλου αριθμού που αποθηκεύεται στο ίδιο δοχείο.Το αιθυλένιο δεν αναγνωρίστηκε ως αιτία αυτής της απόκρισης μέχρι το 1901 και μόνο στα τέλη του 20ού αιώνα αποκαλύφθηκαν λεπτομέρειες της διαδικασίας βιοσύνθεσης αιθυλενίου στον φυτικό ιστό.Μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη των φυτών με ενδιαφέρον τρόπο, γνωστή ως "τριπλή απάντηση".Τα φυτά που αναπτύσσονται σε σκοτεινές συνθήκες και εκτίθενται σε αιθυλένιο δείχνουν χαρακτηριστική πάχυνση και μείωση του στελέχους και αυξημένη καμπυλότητα του κορυφαίου άγκιστου mdash.Μια δομή που προστατεύει το αναπτυσσόμενο κέντρο στην άκρη του στελέχους.Το αιθυλένιο προάγει επίσης την καταστροφή της χλωροφύλλης, την παραγωγή χρωστικών που ονομάζονται ανθοκυανίνες mdash.που σχετίζονται με τα χρώματα του φθινοπώρου mdash;και τη γήρανση και την απόρριψη των φύλλων.Δεδομένου ότι η ένωση είναι αέριο, και mdash.όπως οι περισσότερες ορμόνες mdash;είναι αποτελεσματική σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, μπορεί να διαχέεται εύκολα μέσω του φυτικού ιστού, και έτσι η παραγωγή αυτής της ένωσης από ένα φυτό μπορεί να επηρεάσει άλλους κοντά.Το αιθυλένιο από βιομηχανικές πηγές και κινητήρες αυτοκινήτων μπορεί επίσης να επηρεάσει τα φυτά.

Το σημείο εκκίνησης για τη βιοσύνθεση αιθυλενίου στα φυτά είναι η μεθειονίνη, ένα βασικό αμινοξικό που παράγεται στους χλωροπλάστες.Αυτό αντιδρά με τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) για να παράγει S-αδενοσυλ-L-μεθυιονίνη (SAM), επίσης γνωστή ως S-Adomet, που καταλύθηκε από ένα ένζυμο που ονομάζεται SAM synthetase.Μια περαιτέρω αντίδραση μετατρέπει το SAM σε 1-αμινο-κυκλοφοροπροπανίου-1-καρβοξυλικό οξύ (ACC), που καταλύθηκε από το ένζυμο ACC συνθάση.Τέλος, το ACC αντιδρά με οξυγόνο για την παραγωγή αιθυλενίου, κυανιούχου υδρογόνου και διοξειδίου του άνθρακα, που καταλύεται από το ένζυμο ACC οξειδάση.Το κυανίδιο του υδρογόνου μετατρέπεται σε μια αβλαβής ένωση από ένα άλλο ένζυμο, έτσι η βιοσύνθεση του αιθυλενίου δεν απελευθερώνει καμία τοξική χημική ουσία. Η συνθετάση ACC παράγεται από τα φυτά σε απόκριση του στρες, προκαλώντας περισσότερη ACC και κατά συνέπεια περισσότερο αιθυλενίου.Το άγχος μπορεί να πάρει τη μορφή επίθεσης από παράσιτα εντόμων ή φυτικές ασθένειες ή μπορεί να οφείλεται σε περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως ξηρασία, κρύο ή πλημμύρες.Οι επιβλαβείς χημικές ουσίες μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε στρες, οδηγώντας στην παραγωγή αιθυλενίου.

Η φυτική ορμόνη αυξίνη, εάν υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες, διεγείρει την παραγωγή αιθυλενίου.Τα αυξινικά ζιζανιοκτόνα, όπως το 2,4-διχλωροφαινοξυοξικό οξύ (2,4-D), μιμούνται τη δράση αυτής της ορμόνης, προκαλώντας παραγωγή αιθυλενίου σε πολλά φυτά.Ενώ ο ακριβής τρόπος δράσης αυτών των ζιζανιοκτόνων δεν είναι σαφής, φαίνεται ότι η υπερβολική παραγωγή αιθυλενίου μπορεί να διαδραματίσει κάποιο ρόλο στον θάνατο των φυτών σε ευαίσθητα είδη.

Ο σκοπός της βιοσύνθεσης αιθυλενίου στα φυτά είναι, από το 2011, μια περιοχή ενεργού έρευνας.Δεδομένου του ευρέος φάσματος των επιδράσεων αυτής της ορμόνης, είναι πιθανό ότι έχει πολλαπλούς ρόλους.Στην περίπτωση των φυτών, φαίνεται να παράγεται ως απάντηση στην αντίσταση από το έδαφος στο αναπτυσσόμενο δενδρύλλιο και να προκαλέσει αντιδράσεις ανάπτυξης που HELP Προστατεύστε το αναπτυσσόμενο κέντρο.Υπάρχουν επίσης ενδείξεις ότι μπορεί να διαδραματίσει κάποιο ρόλο στην αντίσταση των ασθενειών.Οι πειραματικές μελέτες υποδεικνύουν ότι τα φυτά που στερούνται απόκρισης αιθυλενίου είναι πιο ευαίσθητα σε ορισμένες ασθένειες.