Cos'è la biosintesi dell'etilene?

L'etilene è un composto di carbonio e idrogeno con la formula chimica C ₂ H ₄ .È un gas incolore con un odore dolce prodotto su vasta scala dall'industria petrolchimica per l'uso principalmente nella produzione di materie plastiche.L'etilene è anche prodotto dalle piante e funge da ormone che influenza i processi vegetali cruciali in vari modi.È insolito che una molecola così piccola sia attiva come ormone.La biosintesi dell'etilene nelle piante avviene in risposta a vari stress, tra cui l'attacco da parte di parassiti e malattie, siccità e danni ai tessuti.

Gli effetti dell'etilene sulle piante sono molti e vari.Il suo effetto più noto è quello di accelerare la maturazione di alcuni tipi di frutta, ad esempio mele, banane e pomodori, ma non agrumi.Era noto almeno dal tempo degli antichi egizi che alcuni frutti potevano essere maturati più rapidamente dai lividi;Spesso è solo necessario lividi o tagliare un frutto per accelerare la maturazione di un gran numero immagazzinato nello stesso contenitore.L'etilene non fu identificato come la causa di questa risposta fino al 1901 ed era solo alla fine del XX secolo che furono rivelati dettagli del processo di biosintesi dell'etilene nel tessuto vegetale.

etilene inibisce la produzione di fiori nella maggior parte delle piante, ma promuove la germinazione dei semi epuò influenzare lo sviluppo delle piantine in modo interessante, noto come "tripla risposta".Le piantine coltivate in condizioni scure ed esposte all'etilene mostrano un ispessimento caratteristico e accorciamento dello stelo e un aumento della curvatura del gancio apicale mdash;Una struttura che protegge il centro di crescita sulla punta dello stelo.L'etilene promuove anche la distruzione della clorofilla, la produzione di pigmenti chiamati antociani e mdash;Associato ai colori autunnali e Mdash;e invecchiamento e spargimento di foglie.Poiché il composto è un gas e mdash;Come la maggior parte degli ormoni e mdash;è efficace a concentrazioni molto basse, può diffondersi facilmente attraverso il tessuto vegetale e quindi la produzione di questo composto da parte di una pianta può colpire gli altri nelle vicinanze.Anche l'etilene da fonti industriali e motori automobilistici può influenzare le piante.

Il punto di partenza per la biosintesi dell'etilene nelle piante è la metionina, un aminoacido essenziale prodotto nei cloroplasti.Ciò reagisce con adenosina trifosfato (ATP) per produrre S-adenosil-L-metionina (SAM), noto anche come adomet S, catalizzato da un enzima chiamato SAM sintetasi.Un'ulteriore reazione converte SAM in acido 1-amino-ciclopropano-1-carbossilico (ACC), catalizzato dall'enzima ACC sintasi.Infine, ACC reagisce con ossigeno per produrre etilene, idrogeno cianuro e anidride carbonica, catalizzato dall'enzima ACC ossidasi.L'idrogeno cianuro viene convertito in un composto innocuo da un altro enzima, quindi la biosintesi dell'etilene non rilascia sostanze chimiche tossiche. La sintasi ACC è prodotta dalle piante in risposta allo stress, causando più etilene, per essere prodotto più etilene.Lo stress può assumere la forma di attacco da parte di parassiti di insetti o malattie delle piante, oppure può essere dovuto a fattori ambientali come la siccità, il freddo o le inondazioni.Le sostanze chimiche dannose possono anche provocare stress, portando alla produzione di etilene.

L'orudenica dell'ormone vegetale, se presente in grandi quantità, stimola la produzione di etilene.Gli erbicidi auxinici, come l'acido 2,4-diclorofenossiacetico (2,4-D), imitano l'azione di questo ormone, causando la produzione di etilene in molte piante.Mentre l'esatto modalità di azione di questi erbicidi non è chiaro, sembra che un'eccessiva produzione di etilene possa svolgere un ruolo nella morte delle piante nelle specie sensibili.

Lo scopo della biosintesi dell'etilene nelle piante è, a partire dal 2011.Data la vasta gamma di effetti di questo ormone, è probabile che abbia più ruoli.Nel caso delle piantine, sembra essere prodotto in risposta alla resistenza dal suolo alla piantina in via di sviluppo e innescare le risposte di crescita che HelP Proteggi il centro in crescita.Vi sono anche prove che può svolgere un ruolo nella resistenza alle malattie;Studi sperimentali suggeriscono che le piante prive di risposta all'etilene sono più suscettibili ad alcune malattie.