Брасиностероиди
Растителните хормони са вещества, произведени на определено място в растението и които се прехвърлят в друго, където действат в много ниски концентрации, регулирайки растежа, развитието или метаболизма на растението. Промените в концентрацията на хормони и чувствителността на тъканите причиняват широк спектър от ефекти върху растенията, много от които включват взаимодействие с околната среда като вид адаптация, като се има предвид, че растенията са неподвижни организми. За да се разграничат от естествените растителни хормони, съединенията, които произвеждат физиологични ефекти, но са синтетични по произход, се наричат "регулатори на растежа на растенията".
Пет вида съединения са общопризнати като растителни хормони: ауксини, цитокинини, гиберелини, етилен и абсцизова киселина. Всеки от тях има свои физиологични ефекти. Например, ауксините участват в удължаването на клетките. Цитокинините индуцират клетъчно делене, забавят стареенето (стареенето) на листата и т.н. Гиберелините предизвикват покълване и цъфтеж на семената и т.н. Абсцизовата киселина предизвиква латентност на семената, затваряне на устиците (дихателни структури на растението) и т.н. Етиленът, въпреки че е химически много просто съединение, е способен да индуцира узряването на някои плодове.
В допълнение към тези пет фитохормона, считани за класически, през последното десетилетие бяха получени сериозни научни доказателства, че има и други съединения, участващи в различни процеси на развитие на растенията, като полиамини, жасмонова киселина, салицилова киселина и брасиностероиди. Тук ще говорим обстойно за последното.
Откриване на брасиностероиди
В началото на 60-те години някои изследователи предположиха, че ускореното покълване и растеж на поленови зърна могат да бъдат свързани с наличието на стимулатори на растежа. През 1970 г. Mitchell et al. Съобщават, че някои екстракти от прашец на рапица (Brassica napus L.) произвеждат мощен ефект на удължаване (удължаване) върху стъблото на зърната. Този отговор се различава от този, произвеждан от други хормони, наречени гиберелини. Веществата, които най-активно насърчават растежа, са изолирани от Brassica napus и поради това са наречени „brassinos“. Мичъл и колеги пророчески приписват статуса на растителен хормон на брасиносите, тъй като те са специфични органични съединения, изолирани от растенията и които са предизвикали растеж, когато се прилагат в малки количества върху други растения. Те обаче неправилно прогнозираха, че структурата му е подобна на тази на мастните киселини.
Истинската химическа природа на "брасиносите" е открита едва след големи координирани усилия в различни лаборатории в САЩ. В пилотна инсталация от B. napus беше извлечен товар от 227 килограма прашец, в резултат на което се получиха четири милиграма вещество, което беше идентифицирано чрез рентгенова кристалография като стероиден лактон и беше наречено брасинолид. Две години по-късно брасинолидът и неговият изомер (химически вариант), 24-епи-брасинолидът, са синтезирани по химичен път, премахвайки необходимостта от масивна екстракция на растителни екстракти. С голямо разнообразие от синтетични съединения под ръка, много изследователи през 80-те години се заеха да определят своите физиологични ефекти в голямо разнообразие от биологични системи.
Има доказателства, че тези съединения, като гиберелини и ауксини, са широко разпространени в растителното царство, както във висшите, така и в по-ниските растения. Брасиностероидите са открити главно в цветен прашец, листа, пъпки, цветя и семена в различни пропорции и форми.
Биосинтез на брасиностероиди
Молекулите на брасиностероидите имат четири пръстена (A, B, C и D) и една странична верига (Фигура 1). Те се образуват от кондензацията на блокове от пет въглеродни атома, наречени изопрени. Брасиностероидите са стероиди с 27, 28 или 29 въглеродни атома с различни заместители на А и В пръстените и на страничната верига. Химически са идентифицирани повече от 50 брасиностероиди от растителни източници. До момента бразинолидът е този, който предизвиква най-висока биологична активност сред тях и може да бъде синтезиран директно от кампестерол или чрез общия синтез на стерини. Растителните стероли, в допълнение към ролята си на предшественици на брасиностероиди, са неразделни компоненти на клетъчните мембрани, където регулират тяхната течливост и пропускливост.
Както бе споменато по-горе, терминът "брасиностероиди" е присвоен на стероиди, които насърчават растежа на растителните тъкани. Въпреки това, има няколко междинни стероиди в техния синтез, така че имаше съмнение каква е характеристиката на брасиностероидите. За да изяснят тази ситуация, Бишоп и Йокота предложиха дефиниране на брасиностероидите като стероиди, които имат кислород при въглеродния атом С-3 и допълнителни при С-2, С-6, С-22 и С-23 (според числения ред на стероидите въглерод, фигура 1).
Физиологични ефекти
От друга страна, брасиностероидите също имат ефект върху процесите in vitro или микроразмножаването. Последното е алтернативен метод за масово размножаване на растителни видове. Извършва се чрез култивиране на растителни клетки, тъкани или изолиране на органи от майчиното растение в изкуствена хранителна среда при стерилни условия. Методите, използвани за микроразмножаване на видове, се основават на два процеса, главно: органогенеза, която се състои от образуването на нови издънки от различни тъкани, и соматична ембриогенеза, която се състои от образуването на ембриони от несексуални клетки като тези на листата, стъбла, корени и т.н. Понастоящем брасиностероидите се изследват все повече и повече по време на процеса на микроразмножаване, тъй като е съобщено, че те стимулират образуването на нови издънки, регенерацията на разсад от соматични ембриони и наскоро е установено, че те насърчават образуването на ембриони соматични.