36.2: Fotoreseptörler ve Işığa Bitki Yanıtları
Işık, bitkilerin büyüme ve gelişiminin düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Fotosentez için enerji sağlamanın yanı sıra, ışık bitkilerde gelişimsel ve fizyolojik tepkileri düzenlemek için diğer bir dizi önemli ipuçları sağlar.
Fotoreseptör Nedir?
Bitkiler fotoreseptör adı verilen ışığa duyarlı benzersiz bir dizi protein kullanarak ışığa yanıt verir. Fotoreseptörler, kromofor adı verilen protein olmayan, ışık emici bir pigmente bağlı bir protein bileşeninden oluşan fotopigmentler içerir. Amino asit sekanslarında ve mevcut kromofor tipinde farklılık gösteren birkaç farklı fotoreseptör türü vardır. Bu tipler, ultraviyole B'den (280-315 nanometre) uzak kırmızıya (700-750 nanometre) kadar değişen farklı spesifik ışık dalga boylarına maksimum tepki verir. Kromoforun ışığın emilimi, fotoreseptörde yapısal değişikliklere neden olur ve gen ekspresyonunda değişikliklere yol açan bir dizi sinyal iletim olayını tetikler.
Fitokrom Sistemi
Bitkilerde birçok fotoreseptör türü bulunur. Fitokromlar, kırmızı ve uzak kırmızı ışığı algılayan bir fotoreseptör sınıfıdır. Fitokrom sistemi, bitkilerin çevresel ışığın yoğunluğuna, süresine ve rengine cevap vermesini sağlayan doğal bir ışık anahtarı görevi görür.
Fitokrom sistemi fotomorfogenezde yani ışığa tepki olarak bitkilerin büyümesi ve gelişiminde önemli bir rol oynar. Parlak güneş ışığı, uzak kırmızı ışıktan daha fazla kırmızı ışık içerir. Klorofil kırmızı ışığı güçlü bir şekilde emer, bu nedenle gölgeli bitki bölgeleri kırmızı ışıktan daha fazla kırmızı ışık alır.
Bitkiler, büyümelerini kırmızı ve uzak kırmızı ışığa tepki olarak uyarlamak için fitokromlar kullanırlar. Gölgeli bölgelerde uzak kırmızı ışığa maruz kalmak, ışık arayışında sapların ve yaprak saplarının uzamasını tetikler. Öte yandan, filtrelenmemiş güneş ışığından kaynaklanan kırmızı dalga boylarına maruz kalmak, yanal büyümeyi ve dallanmayı arttırır.