Ácido abscísico (ABA): funções e efeitos - Ciência - 2023

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o ácido abscísico (ABA) é um dos principais hormônios dos vegetais. Essa molécula participa de uma série de processos fisiológicos essenciais, como a germinação das sementes e a tolerância ao estresse ambiental.

Historicamente, o ácido abscísico costumava ser associado ao processo de abscisão de folhas e frutos (daí seu nome). No entanto, hoje é aceito que a ABA não participa diretamente desse processo. Na verdade, muitas das funções tradicionais atribuídas aos hormônios foram desafiadas pelas tecnologias atuais.

Nos tecidos vegetais, a falta de água leva à perda de turgor das estruturas vegetais. Esse fenômeno estimula a síntese de ABA, desencadeando respostas do tipo adaptativas, como o fechamento dos estômatos e a modificação do padrão de expressão dos genes.

O ABA também foi isolado de fungos, bactérias e alguns metazoários - incluindo humanos, embora uma função específica da molécula não tenha sido determinada nessas linhagens.

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Perspectiva histórica

Desde as primeiras descobertas de substâncias que tinham a capacidade de atuar como "hormônios vegetais", começou-se a suspeitar que deveria haver uma molécula inibidora do crescimento.

Em 1949, essa molécula foi isolada. Graças ao estudo dos botões dormentes, foi possível determinar que eles continham quantidades significativas de uma substância potencialmente inibidora.

Este foi responsável por bloquear a ação da auxina (um hormônio vegetal conhecido principalmente por sua participação no crescimento) em coleópteis de Aveia.

Devido às suas propriedades inibitórias, esta substância foi inicialmente denominada dormines. Posteriormente, alguns pesquisadores identificaram substâncias capazes de aumentar o processo de abscisão nas folhas e também nos frutos. Um desses dormines foi identificado quimicamente e denominado "abscisina" - por sua ação durante a abscisão.

As investigações a seguir conseguiram corroborar que os chamados dormines e abscisinas eram quimicamente a mesma substância, e foi rebatizada de "ácido abscísico".

Caracteristicas

O ácido abscísico, abreviado como ABA, é um hormônio vegetal envolvido em uma série de reações fisiológicas, como respostas a períodos de estresse ambiental, maturação embrionária, divisão e alongamento celular, na germinação de sementes, entre outras.

Este hormônio é encontrado em todas as plantas. Também pode ser encontrada em algumas espécies muito específicas de fungos, em bactérias e em alguns metazoários - de cnidários a humanos.

É sintetizado dentro de plastídios vegetais. Essa via anabólica tem como precursora a molécula chamada isopentenil pirofosfato.

Geralmente é obtido a partir da parte inferior dos frutos, especificamente na região inferior do ovário. O ácido abscísico aumenta de concentração quando se aproxima a queda dos frutos.

Se o ácido abscísico for experimentalmente aplicado a uma parte dos botões vegetativos, os primórdios da folha se transformam em catafilas e o botão se torna uma estrutura de inverno.

As respostas fisiológicas das plantas são complexas e vários hormônios estão envolvidos. Por exemplo, giberilinas e citocininas parecem ter efeitos contrastantes com o ácido abscísico.

Estrutura

Estruturalmente, a molécula de ácido abscísico tem 15 carbonos e sua fórmula é C₁₅H₂₀OU₄, onde o carbono 1 'mostra atividade óptica.

É um ácido fraco com um pKa próximo de 4,8. Embora existam vários isômeros químicos desta molécula, a forma ativa é S - (+) - ABA, com a cadeia lateral 2-cis-4-trans. O formulário R mostrou atividade apenas em alguns testes.

Mecanismo de ação

ABA é caracterizado por ter um mecanismo de ação muito complexo, que não foi totalmente divulgado.

Ainda não foi possível identificar um receptor ABA - como os encontrados para outros hormônios, como auxinas ou giberelinas. Entretanto, algumas proteínas de membrana parecem estar envolvidas na sinalização hormonal, como GCR1, RPK1, entre outras.

Além disso, é conhecido um número significativo de segundos mensageiros envolvidos na transmissão do sinal do hormônio.

Por fim, várias vias de sinalização foram identificadas, como os receptores PYR / PYL / RCAR, as fosfatases 2C e as quinases SnRK2.

Funções e efeitos nas plantas

O ácido abscísico tem sido associado a uma ampla gama de processos essenciais em plantas. Entre suas principais funções podemos citar o desenvolvimento e germinação da semente.

Também está envolvido em respostas a condições ambientais extremas, como frio, seca e regiões com altas concentrações de sal. Descreveremos os mais relevantes abaixo:

Estresse hídrico

Ressalta-se a participação desse hormônio na vigência do estresse hídrico, onde o aumento do hormônio e a mudança no padrão de expressão gênica são essenciais na resposta da planta.

Quando a seca atinge a planta, pode-se constatar que as folhas começam a murchar. Nesse ponto, o ácido abscísico viaja para as folhas e se acumula nelas, fazendo com que os estômatos se fechem. Estas são estruturas semelhantes a válvulas que medeiam as trocas gasosas nas plantas.

O ácido abscísico atua sobre o cálcio: uma molécula capaz de atuar como um segundo mensageiro. Isso provoca o aumento da abertura dos canais iônicos de potássio localizados fora da membrana plasmática das células que constituem os estômatos, denominadas células guardiãs.

Assim, ocorre uma perda significativa de água. Esse fenômeno osmótico gera uma perda no turgor da planta, fazendo-a parecer fraca e flácida. Propõe-se que este sistema funcione como um alarme de alerta para o processo de estiagem.

Além do fechamento estomático, esse processo também envolve uma série de respostas que remodelam a expressão gênica, afetando mais de 100 genes.

Semente dormência

A dormência das sementes é um fenômeno adaptativo que permite que as plantas resistam às condições ambientais desfavoráveis, seja luz, água, temperatura, entre outras. Por não germinar nessas etapas, o crescimento da planta é garantido nos momentos em que o meio ambiente é mais benevolente.

Impedir a germinação de uma semente no meio do outono ou no meio do verão (se isso acontecer nessa época, as chances de sobrevivência são muito baixas) requer um mecanismo fisiológico complexo.

Historicamente, esse hormônio tem sido considerado como desempenhando um papel crucial na interrupção da germinação em períodos prejudiciais ao crescimento e desenvolvimento. Os níveis de ácido abscísico aumentam até 100 vezes durante o processo de maturação da semente.

Esses altos níveis desse hormônio vegetal inibem o processo de germinação e, por sua vez, induzem a formação de um grupo de proteínas que auxiliam na resistência à extrema escassez de água.

Germinação de sementes: remoção de ácido abscísico

Para que a semente germine e complete seu ciclo de vida, o ácido abscísico deve ser removido ou inativado. Existem várias maneiras de realizar esse propósito.

Nos desertos, por exemplo, o ácido abscísico é removido durante os períodos de chuva. Outras sementes precisam de estímulos de luz ou temperatura para inativar o hormônio.

O evento de germinação é impulsionado pelo equilíbrio hormonal entre o ácido abscísico e as giberilinas (outro hormônio vegetal amplamente conhecido). De acordo com qual substância predomina no vegetal, ocorre germinação ou não.

Eventos de abscisão

Hoje existem evidências que sustentam a ideia de que o ácido abscísico não participa da dormência do botão, e por mais irônico que possa parecer, nem da ausência das folhas - processo do qual deriva seu nome.

Atualmente, sabe-se que esse hormônio não controla diretamente o fenômeno de abscisão. A alta presença de ácido reflete seu papel na promoção da senescência e na resposta ao estresse, eventos que precedem a abscisão.

Crescimento atrofiado

O ácido abscísico atua como um antagonista (ou seja, desempenha funções opostas) dos hormônios de crescimento: auxinas, citicininas, giberilinas e brassinosteróides.

Muitas vezes, essa relação antagônica inclui uma relação múltipla entre o ácido abscísico e vários hormônios. Dessa forma, um resultado fisiológico é orquestrado na planta.

Embora esse hormônio tenha sido considerado um inibidor do crescimento, ainda não há evidências concretas que possam apoiar totalmente essa hipótese.

Sabe-se que os tecidos jovens apresentam quantidades significativas de ácidos abscísicos e os mutantes deficientes desse hormônio são anões: principalmente pela capacidade de reduzir a transpiração e pela produção exagerada de etileno.

Rhtyms cardíacos

Foi determinado que há flutuações diárias na quantidade de ácido abscísico nas plantas. Por isso, presume-se que o hormônio possa atuar como uma molécula sinalizadora, permitindo à planta antecipar as oscilações de luz, temperatura e quantidade de água.

Usos potenciais

Como mencionamos, a rota de síntese do ácido abscísico está altamente relacionada ao estresse hídrico.

Portanto, essa via e todo o circuito envolvido na regulação da expressão gênica e das enzimas que participam dessas reações, constituem um alvo potencial para gerar, por meio da engenharia genética, variantes que tolerem com sucesso altas concentrações de sal e períodos de escassez de água.

Referências

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