Auksīni

Auksīni (no grieķu: auxein – 'augt, palielināties') ir ķīmisku savienojumu grupa, kas augos pilda regulatorās funkcijas. Pastāv dabīgie (β-indoliletiķskābes (IAA), β-indolilsviestskābes (IBA), 4-hlorindoletiķskābe-3) un sintētiskie auksīni (NAA, 2-4 D). Atšķirībā no citiem augšanas regulatoriem, auksīni, kopā ar citokinīniem, kaut nelielos daudzumos, jebkuram augam nepieciešami praktiski visos fizioloģiskajos procesos. Pirmais atklātais auksīns ir β-indoliletiķskābe (IAA), kas arī tiek uzskatīta par nozīmīgāko no visām.

Vēsture

Pirmais ar auksīnu darbību saskārās britu botāniķis Čārlzs Darvins ar dēlu Francisu 1880. gadā, pētot fototropismu. Dažos eksperimentos Darvins izmantoja Kanāriju spulgzāli (Phalaris canariensis L.). Līdzīgi kā citām graudzālēm arī spulgzāles dīgļpumpuru sedz koleoptile, kas ir jutīga pret gaismu (sevišķi zilo spektru) un kā atbildes reakcija seko noliekšanās gaismas virzienā stundas laikā. Eksperimentā noskaidrojās, ka apsedzot koleoptiles galu ar foliju, augs vairs neliecas gaismas virzienā, lai gan stiepšanās zona atrodas nedaudz zemāk. Darvini izsecināja, ka pastāv kāds signāls, kas rodas koleoptiles galā un nonākot augšanas zonā stimulē tās augšanu. Nākamo nozīmīgo atklājumu 1913. gadā veica dāņu augu fiziologs Peters Boisens Jensens, konstatējot, ka signāls spējīgs pārvarēt agara slāni kas ievietots starp koleoptiles galu un augšanas zonu, bet nepārvar ūdens necaurlaidīgu vizlas slāni. Visbeidzot 1926. gadā Fricis Vents atklāja, ka signāls ir ķīmiskas dabas. Atdalot sējas auzas (Avena sativa L.) koleoptiles galu no augšanas zonas un to kādu laiku paturot uz agara, signālviela difūzijas ceļā nonāk agarā. Agara gabalu uzliekot tieši uz koleoptiles augšanas zonas Vents novēroja, ka tā sāk stiepties garumā. Bez tam pārvietojot agara gabalu vairāk uz vienu pusi atkal novērota noliekšanās līdzīgi kā fototropisma eksperimentā, ko veica Darvini. Tā kā šīs signālvielas ietekmē augs sāka stiepties garumā, to nosauca par auksīnu, no vārda auxein (augt, palielināties).

Biosintēze

IAA var tikt sintezēta gan augos, gan baktērijās. Augiem auksīnu sintēze, galvenokārt, notiek jaunajos audos, kur notiek visintensīvākā šūnu dalīšanās. Pamatā kā izejvielas tiek izmantota aminoskābe triptofāns, tomēr pēdējā laikā atklāti arī sintēzes scenāriji bez triptofāna klātbūtnes.

IPA (indol-3-piruvīnskābes) scenārijs

Visparastākais IAA sintēzes scenārijs. Pirmā tiek oksidēta triptofāna aminogrupa, tad karboksilgrupa. Tad notiek oksidācija līdz IAA.

TAM (triptamīna) scenārijs

Līdzīgi kā IPA, tikai sākumā notiek dekarboksilācija un tad deaminācija.

IAN (indol-3-acetonitril) scenārijs

Aktīvais enzīms ir nitrilāze. Šādu scenāriju izmanto Brassicaceae, Poaceae, Musaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae, Solanaceae dzimtu augi.

IAM (baktēriju) scenārijs

Šādu scenāriju izmanto Pseudomonas savastanoi un Agrobacterium tumefaciens.

IAA sintēze bez triptofāna

Vislielāko sensāciju par IAA sintēzi bez triptofāna izraisīja kukurūzas (Zea mays L.) „oranžo augļapvalku” mutācija. Mutantās šūnas nav spējīgas sintezēt triptofānu pašas, tāpēc tām nepieciešams liels pievadītā triptofāna daudzums. Ne savvaļas formas nedz mutantās nav spējīgas sintezēt IAA no triptofāna, tomēr mutantajās šūnās IAA koncentrācija konstatēta 50 x lielāka nekā savvaļas augu šūnās. Izmantojot iezīmēto atomu metodi noskaidrots, ka IAA mutantos sintezējusies no antranilskābes.