36.2:
Fotoreceptoren en reacties van planten op licht
36.2:
Fotoreceptoren en reacties van planten op licht
Licht speelt een belangrijke rol bij het reguleren van de groei en ontwikkeling van planten. Licht levert niet alleen energie voor fotosynthese, maar levert ook andere belangrijke aanwijzingen om een reeks ontwikkelings- en fysiologische reacties in planten te reguleren.
Wat is een fotoreceptor?
Planten reageren op licht met behulp van een unieke reeks lichtgevoelige eiwitten, die fotoreceptoren worden genoemd. Fotoreceptoren bevatten fotopigmenten, die bestaan uit een eiwitcomponent dat gebonden is aan een niet-eiwit, lichtabsorberend pigment dat de chromofoor wordt genoemd. Er zijn verschillende soorten fotoreceptoren, die variëren in hun aminozuursequenties en het type chromofoor dat aanwezig is. Deze typen reageren het beste op verschillende specifieke golflengten van licht, variërend van ultraviolet B (280-315 nanometer) tot verrood licht (700-750 nanometer). De absorptie van licht door de chromofoor lokt structurele veranderingen in de fotoreceptor uit, wat een reeks signaaltransductie-processen teweegbrengt waardoor genexpressie verandert.
Het fytochroomsysteem
In planten zijn veel soorten fotoreceptoren aanwezig. Fytochromen zijn een klasse van fotoreceptoren die rood en verrood licht waarnemen. Het fytochroomsysteem werkt als een natuurlijke lichtschakelaar, waardoor planten op de intensiteit, de duur en de kleur van omgevingslicht kunnen reageren.
Het fytochroomsysteem speelt een belangrijke rol bij fotomorfogenese – de groei en ontwikkeling van planten als reactie op licht. Fel zonlicht bevat meer rood licht dan verrood licht. Chlorofyl absorbeert sterk rood licht, waardoor schaduwrijke plantgebieden meer verrood licht ontvangen dan rood licht.
Planten gebruiken fytochromen om hun groei aan te passen aan rood en verrood licht. Blootstelling aan verrood licht in schaduwrijke gebieden veroorzaakt een verlenging van stengels en bladstelen op zoek naar licht. Aan de andere kant bevordert blootstelling aan rode golflengten door ongefilterd zonlicht de laterale groei en vertakking.
Suggested Reading
Kong, Sam-Geun, and Koji Okajima. 2016. "Diverse Photoreceptors and Light Responses in Plants." Journal of Plant Research. 129 (2): 111–114. [Source]
Casal, Jorge J. "Shade Avoidance." The Arabidopsis Book / American Society of Plant Biologists 10 (January 19, 2012). [Source]
Fiorucci, Anne-Sophie, and Christian Fankhauser. (2017). "Plant Strategies for Enhancing Access to Sunlight." Current Biology. 27 (17): R931–R940. [Source]