Auksiini

Auksiini eli indoli-3-etikkahappo.

Auksiini eli indoli-3-etikkahappo on kasvihormoni, joka edistää solujen pituuskasvua ja kääntää kasvin valoa kohden. Auksiinia tuottuu varren kärjessä, nuorissa lehdissä ja hedelmissä.

Historia

Ensimmäisiä auksiinin löytämiseen johtavia kokeita suoritti Charles Darwin poikansa Francisin kanssa 1800-luvun puolella. Darwinit halusivat selvittää, millä mekanismilla kasvi havaitsee valon, jota kohti se alkaa kasvaa. He "sokaisivat" ruohon taimia peittämällä niitä eri kohdista kuten ihan kärjestä, keskeltä vartta tai varren tyvestä. Darwinit havaitsivat, että kärjestä peitetyt taimet eivät kääntyneet valoa kohti. Valon aistimismekanismi piilee siis kärjessä. Koska taimi alkaa kääntyä valoon päin kuitenkin vähän kärjen alapuolelta, oli pääteltävissä, että kärjestä erittyy jokin aine, joka matkaa varressa alaspäin.

1900-luvun alussa selvitettiin (mm. Boysen-Jensen, Paál ja Went), että mikäli kärki katkaistaan ja kärjen ja varren väliin asetetaan metallilevy, kasvi ei käänny valoon. Mikäli metallilevyn sijasta käytetäänkin gelatiinia, kasvi kääntyy valoon. Kokeet vahvistivat sen, että jokin kärjestä erittyvä aine aiheuttaa kasvin kääntymisen valoon.

Myöhemmin aine eristettiin ja todettiin indoli-3-etikkahapoksi (C₁₀H₉NO₂, CAS 87-51-4).

Kemiallinen rakenne

Auksiineja on erilaisia, joista yleisin luonnossa on indoli-3-etikkahappo. Auksiinista voidaan myös syntetisoida erilaisia versioita. Kaikki auksiinit sisältävät rengasmaisen rakenteen ja ne kaikki ovat neutraaleissa liuoksissa polaarisia molekyylejä. Auksiinien toimintaa voi ehkäistä antiauksiineilla, jotka sitoutuvat auksiinin reseptorimolekyyleihin. Solussa auksiinia esiintyy sekä vapaana, että sidottuna glykoproteiineihin ja sokereihin.

Auksiinipitoisuus voidaan määrittää tuntemattomasta näytteestä esimerkiksi biotestillä itutuppien kasvua seuraamalla tai immunologisilla menetelmillä.

Vaikutukset

Auksiini vaikuttaa eri tavalla riippuen sen sijainnista kasvissa. Vaikutukset ovat erilaiset esimerkiksi lehdessä ja juuressa. Auksiini myös vuorovaikuttaa muiden kasvihormonien kanssa.

• Auksiini lisää solujen pituuskasvua löyhentämällä soluseinää. Auksiini oletettavasti sitoutuu ensiksi reseptoriinsa ABP1:seen (Auksin Binding Protein 1). ABP1 aktivoi solukalvon H⁺-ATPaasi-ionipumppua, jolloin soluseinän pH laskee ja ekspansiini-niminen proteiini aktivoituu. Ekspansiini löyhentää soluseinää ja aikaansaa solun varsinaisen kasvun. Auksiinin vaikutuksesta solu myös ottaa enemmän vettä sisälleen ja uuden soluseinän valmistuksessa tarvittavat entsyymit aktivoituvat.

• Fototropismi on ilmiö, jossa kasvi kääntyy kohti valoa. Sinisen valon reseptorit reagoivat valoon kärjen valoisan puolen soluissa, ja valoreseptoreiden fosforylaatio aiheuttaa auksiinin epätasaisen jakautumisen valon ja varjon puolelle. Auksiinia on enemmän hämärän puolella vartta, minkä vuoksi solut kasvavat enemmän hämärän puolella ja kasvu kääntää varren valoon. Juuressa auksiinin vaikutus on päinvastainen ja juuri kääntyy valosta poispäin, syvemmälle maahan.

• Gravitotropismi on ilmiö, jossa maan vetovoima vaikuttaa kasvin kasvuun. Vaakatasoon asetetussa kasvissa auksiinia siirtyy vetovoiman vaikutuksesta varren alempaan puoliskoon. Alapuoli kasvaa tällöin nopeammin ja verso kääntyy ylöspäin. Juuressa auksiinin vaikutus on päinvastainen. Juuressa auksiini estää solujen kasvua ja juuri kääntyy alaspäin.

• Kasvin kärkisilmusta erittyvä auksiini estää hankasilmujen kehitystä. Ilmiötä kutsutaan apikaalidominanssiksi.

• Auksiini edistää myös juurien haarautumista ja lehtien sekä hedelmien pysymistä kiinni kasvissa. Lehtien ja hedelmien putoaminen syksyllä liittyy siis auksiinin vähentymiseen kiinnikekohdissa. Auksiinilla voidaan tuottaa siemenettömiä hedelmiä. Auksiini säätelee myös solukkojen erilaistumista. Koska auksiinia valuu kärjestä eri määriä kasvin eri osiin, tarjoaa auksiinipitoisuus soluille tietoutta sijainnistaan kasvissa.

• Auksiini säätelee monien geenien toimintaa. Lisäksi auksiini vaikuttaa proteiinien hajoamiseen solussa.

Katso myös

• Kasvihormoni
• Juurrutushormoni

Lähteet

• Purves ym.: Life the Science of Biology. 2000.
• Taiz L. ja Zeiger E.: Plant Physiology (3. painos)

Aiheesta muualla

• Plant Physiology Information Website: Auxins (englanniksi)