Регулирование роста светом. Свойства фитохрома

Вы находитесь: Регулирование роста светом

Молекула фитохрома состоит из двух частей: относительно небольшого хромофора, поглощающего свет, и значительно более крупного бесцветного белка. Хромофор, подобно хромофору фикоцианина и других пигментов водорослей, представляет собой тетрапиррол с незамкнутой цепью. После поглощения фитохромом света с определенной длиной волны форма хромофора изменяется, и это в свою очередь изменяет форму белкового компонента. Белок, по-видимому, состоит из 4 субъединиц, расположенных в виде двойной гантели, с общей мол. массой около 240 000; это умеренно крупный белок, состоящий примерно из 2000 аминокислот.

Превращение Фк в Фдк при кратковременном воздействии красного света влияет на биохимические реакции в растении в течение нескольких последующих часов темноты. Эта поразительная стойкость эффекта столь краткого облучения зависит от того, что Фдк, будучи 'активной' формой фитохрома, относительно стабилен в темноте. При 25 °С период полужизни Фдк в этиолированной ткани обычно составляет около 2 ч (т. е. за 2 ч содержание Фдк снижается до половины его первоначального количества), а в ткани, растущей на свету, этот период, вероятно, достигает 8-12 ч. В некоторых опытах с растущими на свету тканями активность Фдк можно обнаружить спустя более 72 ч после облучения красным светом. В отличие от этого активированные формы других растительных пигментов очень нестабильны; у возбужденного хлорофилла, например, период полужизни составляет всего лишь несколько миллисекунд.

Медленное снижение уровня Фдк в темноте после облучения красным светом обусловлено двумя процессами-реверсией и разрушением. В одних тканях Фдк в темноте медленно превращается в Фк; в других тканях после превращения Фк в Фдк снижается общее содержание фитохрома (т. е. пигмент разрушается). В некоторых случаях оба процесса происходят одновременно. Разрушение фитохрома и реверсия Фдк в Фк ускоряются при высоких температурах, причем скорости этих процессов варьируют в разных растениях и в одном и том же растении при росте в разных условиях. Как мы увидим в гл. 12, в семенах тепловая реверсия Фдк в Фк играет важную роль в регуляции прорастания.