Licht-Perzeption Flashcards
Skotomorphogenese
Entwicklung im Dunkeln (bleicher, langgestreckter Spross und nicht-entwickelte Blätter)
Photomorphogenese
Entwicklung im Licht (gestauchte Sprossachse, und grüne, voll entwickelte Blätter)
Wo absorbiert Phytochrom?
im roten Spektralbereich
Wo absorbiert Cryptochrom?
im blauen Spektralbereich
Phytochrome
Chromoproteine, die im blauen, hellroten und dunkelroten charakteristische Absorptionsmaxima zeigen: P red (unter 700 nm) und P far red (730 nm) (nur far red kann physiologische Reaktionen auslösen)
Wie wirkt das Pfr-Phytochrom? welche konvergierenden Signalwege werden nachgeschaltet?
intrazellulärer Lichtrezeptor (Cytosol) zu G-Protein, dann konvergierende Signalwege:
- Ca/Calmodulin-Weg: aktiviert Gene zur Anthocyan-Biosynthese (Schutzpigmente)
- cGMP-Weg: aktiviert Gene zur Chloroplastenentwicklung
Wieso ist Phytochrom ein reversibler Photorezeptor im Cytosol / Wie erfolgt die Umwandlung von Pr zu Pfr?
weißes/hellrotes Licht macht Pr zu Pfr, dunkelrotes Licht (im Dunkeln) sorgt für langsame Konversion (Rückumwandlung) - dann kann kein Pfr in den Nukleus wandern
Licht bedingt eine cis/trans-Isomerisierung (Änderung der Konformation) im Chromophor (offenkettiges Tetrapyrrol)
nach Belichtung wandern Phytochrome in den Zellkern (wurde durch GFP-Fusionen gezeigt)
Wie sind offenkettige Tetrapyrrole mit ihren Träger-Proteinen verbunden (bei Phytochrom-Chromophoren und Phycobilinen)?
Thioether-Brücken kovalent via Cystein-Reste
Worauf verweist die starke Homologie von Phytochromen zu Phycobilinen (Chromophore in den Lichtsammelkomplexen der Cyanobakterien)? Wo liegt ein Unterschied?
gemeinsame Abstammung der Proteine, Phycobiline dienen nur der Lichtsammlung, nicht der Wahrnehmung, keine cis/trans-Isomerisierung
Was ist besonders bei der Biosynthese von Phytochromen?
Beteiligung von sowohl Kern- wie Plastiden-Genom
Wo werden Phytochrome abgebaut?
in 26S-Proteasomen nach aktiver Ubiquitinierung im Cytosol
Fließgleichgewicht (steady state) bei Phytochromen
im Licht stellt sich eine bestimmte Phytochrom-Konzentration aus Neusynthese, Umwandlung und Abbau ein
Wann ist die Phytochromumwandlung irreversibel?
wenn sehr lange sehr intensive Lichtflüsse sind
very low fluence response (VLFR)
weniger als 1 mikroEinstein
low fluence response (LFR)
1-100 mikroEinstein Red
high intensity response (FR-HIR)
mehr als 100 mikroEinstein Far Red
Wie werden Lichtflüssen gemessen?
Lichtquanten, die sie auslösen (mikroMol pro m^2 pro s = mikroEinstein)
Welche Entwicklungsprozesse sind Phytochom-gesteuert?
- Photoreversibilität (Samenkeimung)
- Messen der Lichtstärke (Lichthemmung des Streckungswachstums)
- Messen der Licht/Dunkel-Periode (Blühinduktion)
- Messen der Beschattung durch höher liegende Blätter (Schattenvermeidung)
Erkläre die Reversibilität der Photomorphogenese bei der Samenkeimung!
- Samenkeimung bei manchen schon durch sehr schwaches Licht (VLFR), oft im Minuten-Bereich reversibel
- endet Bestrahlung mit hellrot: Keimung, endet sie mit dunkelrot: keine Keimung (Qualität des zuletzt eingestrahlten Lichts entscheidend)
Erkläre das Reziprozitätsgesetz der Photomorphogenese
- Photoreversible Effekte können bereits von VLFR/LFR-Licht ausgelöst werden
- je nach Intensität ist die notwendige Bestrahlungsdauer kürzer/länger (reziproke Beziehung zwischen Quanten-Flussrate und Dauer der Bestrahlung)
Erkläre die Escape time bei Reziprozitätsgesetz der Photomorphogenese
- ab einem kritischen Zeitpunkt werden Prozesse irreversibel
- sie “entkommen” der Photoreversion (wenn far red nicht nur im Cytosol ist, sondern in den Zellkern wandert)
Wir beeinflusst Licht das Streckungswachstum?
Licht hemmt das Streckungswachstum (Hypokotyl-Stauchung statt -Streckung): FR-HIR-Effekt, nicht photoreversibel, neben Phytochromen sind auch Cryptochrome beteiligt (vormittags mehr Blaulichtanteil)
Kurztagpflanze
blüht, sobald eine kritische Dunkelperiode überschritten wird
Langtagpflanze
blüht, wenn die Nacht kürzer als die kritische Dunkelperiode ist
