Auxinas: funções, tipos, efeitos nas plantas, aplicações - Ciência - 2023

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As auxinas Eles são um grupo de hormônios vegetais que atuam como reguladores do crescimento e desenvolvimento das plantas. Sua função está relacionada aos fatores que estimulam o crescimento das plantas, especificamente a divisão e alongamento celular.

Esses fitohormônios são encontrados em todo o reino vegetal, desde bactérias, algas e fungos até plantas superiores. Das auxinas de ocorrência natural, o ácido indolacético (IAA) é o mais comum e é derivado do aminoácido L-triptofano.

A presença de reguladores de crescimento foi descoberta no início do século 20 por F. W. Went. Por meio de testes com mudas de aveia, ele estabeleceu a possibilidade da existência de substâncias reguladoras do crescimento nas plantas.

Embora estejam localizados na maioria dos tecidos vegetais, a concentração mais alta é restrita aos tecidos em crescimento ativo. A síntese de auxinas geralmente ocorre nos meristemas apicais, folhas tenras e frutos em desenvolvimento.

Os meristemas apicais do caule são as áreas onde o IAA é sintetizado, distribuindo-se diferencialmente para a base do caule. Nas folhas, a quantidade de auxina depende da idade do tecido, diminuindo a concentração com a maturação foliar.

Como reguladores de crescimento, são amplamente utilizados pelos agricultores para acelerar o crescimento ou promover o enraizamento. Atualmente existem diversos produtos comerciais com funções específicas em função das necessidades fisiológicas e morfológicas de cada cultura.

Estrutura

As auxinas são compostas por um anel indol derivado do fenol e anéis aromáticos com ligações duplas conjugadas. Na verdade, eles têm uma estrutura bicíclica composta por um pirrole de 5 carbonos e um benzeno de 6 carbonos.

O composto orgânico indol é uma molécula aromática com alto grau de volatilidade. Essa característica torna a concentração de auxina nas plantas dependente dos resíduos que se fixam no anel duplo.

Função

Essencialmente, as auxinas estimulam a divisão e o alongamento celulares e, conseqüentemente, o crescimento do tecido. Na verdade, esses fitormônios intervêm em vários processos de desenvolvimento das plantas, interagindo muitas vezes com outros hormônios.

Eles induzem o alongamento celular, aumentando a plasticidade da parede celular.
Eles causam o crescimento do ápice meristemático, coleóptilos e do caule.
Eles restringem o crescimento da raiz principal ou axial, estimulando a formação de raízes secundárias e adventícias.
Eles promovem a diferenciação vascular.
Eles motivam a dominância apical.
Regulação do geotropismo: fototropismo, gravitropismo e timotropismo através da redistribuição lateral de auxinas.
Eles atrasam a abscisão de órgãos da planta, como folhas, flores e frutos.
Eles motivam o desenvolvimento da flor.
Eles favorecem a regulamentação do desenvolvimento dos frutos.

Mecanismo de ação

As auxinas têm a propriedade de aumentar a plasticidade da parede celular para iniciar o processo de alongamento. Quando a parede celular amolece, a célula incha e se expande devido à pressão de turgor.

Nesse sentido, as células meristemáticas absorvem grandes quantidades de água, o que afeta o crescimento dos tecidos apicais. Este processo é determinado por um fenômeno denominado "crescimento em meio ácido", que explica a atividade das auxinas.

Esse fenômeno ocorre quando os polissacarídeos constituintes e as pectinas da parede celular amolecem devido à acidificação do meio. A celulose, a hemicelulose e a pectina perdem sua rigidez, o que facilita a entrada de água na célula.

O papel das auxinas neste processo é induzir a troca de íons hidrogênio (H⁺) em direção à parede celular.Os mecanismos que intervêm neste processo são a ativação das bombas de H-ATPases e a síntese de novas H-ATPases.

Ativação das bombas H-ATPase: As auxinas estão diretamente envolvidas no bombeamento de prótons da enzima, com a intervenção do ATP.
Síntese de novas H-ATPases: As auxinas têm a capacidade de sintetizar bombas de prótons na parede celular, promovendo o mRNA que atua no retículo endoplasmático e no aparelho de Golgi para aumentar a atividade de protonação na parede celular.

Como íons de hidrogênio (H⁺) a parede celular é acidificada, ativando as proteínas “expansinas” envolvidas no crescimento celular. As expansinas funcionam com eficiência em faixas de pH entre 4,5 e 5,5.

De fato, os polissacarídeos e as microfibrilas de celulose perdem sua rigidez graças à quebra das ligações de hidrogênio que os fundem. Como resultado, a célula absorve água e se expande de tamanho, manifestando o fenômeno de "crescimento em meio ácido".

Tipos

IAA ou ácido indolacético: O fitohormônio de origem natural, é o hormônio que se encontra em maior quantidade nos tecidos vegetais. É sintetizado ao nível dos tecidos jovens, nas folhas, meristemas e botões terminais.
IBA ou ácido indol butírico: fitohormônio de amplo espectro de ocorrência natural. Contribui para o desenvolvimento das raízes em vegetais e plantas ornamentais, da mesma forma que a sua utilização permite obter frutos maiores.
ANA ou ácido naftalenacético: fitohormônio de origem sintética amplamente utilizado na agricultura. É usado para induzir o crescimento de raízes adventícias em estacas, reduzir a queda dos frutos e estimular a floração.
2,4-D ou ácido diclorofenoxiacético: produto de origem hormonal sintética utilizado como herbicida sistêmico. É usado principalmente para controlar ervas daninhas de folha larga.
Ácido 2,4,5-T ou 2,4,5-Triclorofenoxiacético: fitohormônio de origem sintética usado como pesticida. Atualmente seu uso é restrito devido aos seus efeitos letais no meio ambiente, nas plantas, nos animais e no homem.

Efeitos nas plantas

As auxinas induzem diferentes alterações morfológicas e fisiológicas, principalmente alongamento celular que favorece o alongamento de caules e raízes. Da mesma forma, intervém na dominância apical, tropismo, abscisão e senescência de folhas e flores, desenvolvimento do fruto e diferenciação celular.

Alongamento celular

As plantas crescem por meio de dois processos sucessivos, divisão celular e alongamento. A divisão celular permite o aumento do número de células e, por meio do alongamento celular, a planta cresce de tamanho.

As auxinas estão envolvidas na acidificação da parede celular por meio da ativação de ATPases. Desta forma, a absorção de água e solutos é aumentada, as expansinas são ativadas e ocorre o alongamento celular.

Dominância apical

A dominância apical é o fenômeno de correlação em que a gema principal cresce em detrimento das gemas laterais. A atividade das auxinas no crescimento apical deve ser acompanhada pela presença da citocina fitohormônica.

De fato, no ápice vegetativo ocorre a síntese de auxinas, que posteriormente atraem as citocinas sintetizadas nas raízes em direção ao ápice. Quando a concentração ideal de auxina / citocina é alcançada, ocorre divisão e diferenciação celular, e subsequente alongamento do meristema apical

Efeitos fisiológicos

Tropismo

Tropismo é o crescimento direcional de caules, ramos e raízes em resposta a um estímulo do meio ambiente. Na verdade, esses estímulos estão relacionados à luz, gravidade, umidade, vento, um contato externo ou uma resposta química.

O fototropismo é moderado pelas auxinas, pois a luz inibe sua síntese em nível celular. Desta forma, o lado sombreado do caule cresce mais e a área iluminada limita seu crescimento curvando-se em direção à luz.

Abscisão e senescência

A abscisão é a queda de folhas, flores e frutos devido a fatores externos, causando a senescência dos órgãos. Esse processo é acelerado pelo acúmulo de etileno entre o caule e o pecíolo, formando uma zona de abscisão que induz ao desprendimento.

O movimento contínuo das auxinas evita a abscisão dos órgãos, retardando a queda de folhas, flores e frutos imaturos. Seu efeito visa controlar a ação do etileno, principal promotor da zona de abscisão.

Desenvolvimento de frutas

As auxinas são sintetizadas no pólen, endosperma e no embrião das sementes. Após a polinização, ocorre a formação do óvulo e conseqüente frutificação, onde as auxinas atuam como elemento promotor.

Durante o desenvolvimento do fruto, o endosperma fornece as auxinas necessárias para o primeiro estágio de crescimento. Posteriormente, o embrião fornece as auxinas necessárias para os estágios posteriores de crescimento do fruto.

Divisão e diferenciação celular

Evidências científicas provaram que as auxinas regulam a divisão celular no câmbio onde ocorre a diferenciação dos tecidos vasculares.

De fato, os testes mostram que quanto maior a quantidade de auxina (IAA), mais tecido condutor é formado, principalmente o xilema.

Formulários

A nível comercial, as auxinas são utilizadas como fitorreguladores de crescimento, tanto no campo como em testes biotecnológicos. Usados em baixas concentrações, modificam o desenvolvimento normal das plantas, aumentando a produtividade, qualidade da safra e colheita.

Aplicações controladas no estabelecimento de uma cultura favorecem o crescimento celular e a proliferação das raízes principais e adventícias. Além disso, beneficiam a floração e o desenvolvimento dos frutos, evitando a queda de folhas, flores e frutos.

No nível experimental, as auxinas são usadas para produzir frutos, sejam sementes, retêm os frutos até a maturidade ou como herbicidas. No nível biomédico, eles têm sido usados na reprogramação de células somáticas em células-tronco.

Referências

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