지베렐린이 줄기 신장을 촉진할 수 있는 이유는?
안녕하세요. 식물이 가지고 있는 지베렐린 호르몬은 왜 키가 작은 왜성 식물에서의 줄기 신장을 촉진할 수 있는지 그 기작이 궁금합니다.
식물의 지베렐린 호르몬은 GAI 단백질의 분해를 유도하여 키가 작은 왜성 식물의 줄기 신장을 촉진하는 것입니다.
GAI 단백질은 식물 줄기의 성장을 억제하는 역할을 합니다.
그래서 식물이 성장하기 위해서는 GAI 단백질이 분해되어야 합니다. 정상적인 식물은 자체적으로 충분한 지베렐린을 생산하여 GAI 단백질을 분해하지만, 왜성 식물은 지베렐린을 제대로 생산하지 못하거나 그 신호 전달에 문제가 있어 GAI 단백질이 계속 남아있게 됩니다.
그 때문에 외부에서 지베렐린을 처리하면, 이 지베렐린이 식물 세포의 수용체와 결합하여 26S 프로테아좀이라는 단백질 분해 복합체를 활성화시키게 되는데, 이 프로테아좀이 줄기 신장을 억제하는 GAI 단백질을 분해하도록 유도하는 것이죠.
결과적으로, GAI 단백질의 억제 작용이 사라져 왜성 식물의 줄기 세포가 정상적으로 신장할 수 있게 됩니다.
안녕하세요. 질문해주신 지베렐린은 식물의 대표적인 생장 촉진 호르몬으로 특히 줄기 신장을 강하게 유도하는 역할을 하는데요, 먼저 지베렐린은 줄기 세포에서 세포벽을 느슨하게 풀어주는 단백질 발현을 유도하는데 이때 세포벽이 유연해지면 삼투압에 의해 물이 더 쉽게 유입되어 세포 크기가 커지고, 결과적으로 줄기가 길게 자랍니다. 즉, 세포 수보다는 개별 세포의 신장이 크게 늘어나는 효과입니다. 또한 줄기 생장점인 분열조직에서 지베렐린은 세포 주기 관련 유전자 발현을 증가시켜 세포 분열을 촉진하는데요, 따라서 신장과 더불어 줄기 조직 자체의 분량이 늘어나게 됩니다. 이외에도 식물에는 원래 줄기 신장을 억제하는 DELLA 단백질이 존재하고 있는데요, 지베렐린은 수용체(GID1)에 결합해 DELLA 단백질의 분해를 촉진하고, 그 결과 줄기 신장을 막던 브레이크가 해제됩니다. 왜성 식물은 보통 GA 합성이 잘 안 되거나 DELLA 단백질의 활성이 높아 줄기가 짧은 경우가 많은데, 외부에서 지베렐린을 공급하면 억제가 풀리면서 급격히 줄기가 길어지게 되는 것입니다. 감사합니다.
지베렐린은 줄기 세포의 신장을 촉진하는 역할을 합니다. 이는 지베렐린이 세포벽을 구성하는 물질의 합성을 조절하고, 세포벽의 신축성을 높여 세포가 더 쉽게 팽창할 수 있도록 돕기 때문입니다. 따라서 왜성 식물에 지베렐린을 처리하면 줄기 세포의 팽창이 활발해져 줄기 신장이 촉진됩니다.
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