Giberelīni

Giberelīni ir augu hormoni, kas regulē augšanu un ietekmē dažādus bioloģiskos attīstības procesus, tai skaitā stumbra un lapu augšanu garumā, dīgtspēju, pārtrauc sēklu, pumpuru, sīpolu un bumbuļu miera periodu, veicina ziedēšanu, ietekmē gēnu ekspresiju un enzīmu sintēzi, lapu un augļu novecošanu.

1926. gadā pētot bakane jeb „trako dzinumu slimību” rīsos, japāņu zinātnieks E. Kurosava atklāja giberelīnu. Pirmo reizi to kristāliskā veidā izdalīja T. Jabuta 1935. gadā.

Pēc Otrā pasaules kara sākās interese par giberelīnu plašākā mērogā. Pirmos pētījumus ārpus Japānas, izmantojot pupiņu Vicia faba dēstus, veica C. Dietriks Amerikas Savienoto Valstu Mērilendas štatā. Anglijā jauna tipa giberelīnu izolēšanu veica kompānija Imperial Chemical Industries. Interese par giberelīniem izplatījās pa visu pasauli, jo kļuva skaidrs tā potenciālā pielietojuma veids dažādiem komerciāli svarīgiem augiem. Piemēram, pētījumu rezultātā, kas sākās 1950. gadu vidū Kalifornijas universitātē, no 1962. gada visā Kalifornijā komerciālos nolūkos sāka audzēt bezsēklu vīnogu šķirni ‘Thompson’, ar giberelīnu palīdzību palielina ogu izmēru. Giberelīnu antagonists ir paklobutrazols, tā darbības pamatā ir giberelīna biosintēzes kavēšana.

Ķīmija 

Visi zināmie giberelīni ir diterpenoīdskābes, kuras tiek sintezētas jauno lapu plastīdās, augļos, jaunās sēklās un sakņu galotnēs. Giberelīnu savienojuma grupai raksturīga ent-giberellāna struktūra. Tie pārvietojas pa ksilēmu un flotēmu. Giberelīnu saīsinātie nosaukumi ir A1, A2 un tā līdz An, sākot ar pirmo atklāto. Giberelīnskābe, kas ir pirmais giberelīns, kam tika izveidota struktūrformula, ir A3.

Līdz 2003. gadam augos, sēnēs un baktērijās tika atklāti 126 giberelīnu.

Giberelīni ir tetracikliskas diterpenoīdskābes. Tās tiek iedalītas divās grupās, attiecīgi ar 19 oglekļa atomiem vai 20 oglekļa aromiem. Giberlini kuriem ir 19 oglekļa atomi ir bioloģiski aktīvi. Bioloģiski visaktīvākie ir dihidroksilēti giberelīni, kuriem hidroksilgrupa ir gan pie 3, gan arī pie 13 oglekļa atoma. Giberelīnskābe ir dihidroksilēts giberelīns.

Giberelīni ir iesaistīti miera periodā pārtraukšanas procesā, kā arī citos dīgtspēju ietekmējošos procesos. Pirms dīgsts ir sasniedzis stadiju, kad tas spēj fotosintezēt, to baro sēklā esošās barības rezerves. Dīgšanas procesā cietes pārveidošanās glikozē parasti notiek pēc sēklas nonākšanas mitrumā. Tiek uzskatīts, ka giberelīni sēklas embrijā ir kā signāls cietes hidrolīzei, veicinot α-amilāzes sintēzi aleurona šūnā. α-amilāze hidrolizē cieti, kas lielos daudzumos sastopama dažādās sēklās, par glikozi, kas tiek izmantota šūnu elpošanā, lai tādējādi ražotu enerģiju. Pētījumi ir pierādījuši, ka giberelīns paaugstina transkripciju gēnam, kas kodē α-amilāzi, tādējādi veicinot α-amilāzes sintēzi.

Giberelīna ražošana augā palielinās, samazinoties temperatūrai. Tie stimulē šūnu pagarināšanos, sēklu dīgšanu, pārtrauc sēklu miera periodu, ietekmē gēnu ekspresiju un enzīmu (α-amilāze) sintēzi. Tie darbojas kā ķīmisks signāls sēklu miera perioda pārtraukšanai.

Piezīmes un atsauces 

Botānika
Augu fizioloģija
Augu hormoni