ASAM ABSISAT (ABA): FUNGSI DAN EFEK - BIOLOGI - 2025

The asam absisik (ABA) adalah salah satu hormon utama pada tanaman. Molekul ini berpartisipasi dalam serangkaian proses fisiologis penting, seperti perkecambahan biji dan toleransi terhadap tekanan lingkungan.

Secara historis, asam absisat dulunya dikaitkan dengan proses absisi daun dan buah (karena itu namanya). Namun, saat ini diterima bahwa ABA tidak berpartisipasi secara langsung dalam proses ini. Faktanya, banyak fungsi tradisional yang dikaitkan dengan hormon telah ditantang oleh teknologi saat ini.

Sumber: Oleh Charlesy (talkcontribs), dari Wikimedia Commons

Pada jaringan tumbuhan, kekurangan air menyebabkan hilangnya turgor struktur tumbuhan. Fenomena ini merangsang sintesis ABA, memicu respons tipe adaptif, seperti penutupan stomata dan modifikasi pola ekspresi gen.

ABA juga telah diisolasi dari jamur, bakteri dan beberapa metazoa - termasuk manusia, meskipun fungsi spesifik dari molekul tersebut belum ditentukan dalam garis keturunan ini.

Perspektif sejarah

Dari penemuan awal zat yang memiliki kemampuan bertindak sebagai "hormon tumbuhan", mulai dicurigai adanya molekul penghambat pertumbuhan.

Pada tahun 1949, molekul ini diisolasi. Berkat studi tunas yang tidak aktif, dimungkinkan untuk menentukan bahwa mereka mengandung sejumlah besar zat yang berpotensi menghambat.

Ini bertugas memblokir aksi auksin (hormon tanaman yang dikenal terutama karena partisipasinya dalam pertumbuhan) di oat coleoptiles.

Karena sifat penghambatannya, zat ini awalnya disebut dormines. Selanjutnya, beberapa peneliti mengidentifikasi zat yang mampu meningkatkan proses absisi pada daun, dan juga pada buah-buahan. Salah satu dormines ini secara kimiawi diidentifikasi dan dinamai "absisin" - dengan aksinya selama absisi.

Penyelidikan berikut dapat menguatkan bahwa yang disebut dormines dan absisins secara kimiawi adalah zat yang sama, dan itu dinamai "asam absisat".

karakteristik

Asam absisat, disingkat ABA, adalah hormon tanaman yang terlibat dalam serangkaian reaksi fisiologis, seperti respons terhadap periode stres lingkungan, pematangan embrio, pembelahan dan pemanjangan sel, dalam perkecambahan biji, antara lain.

Hormon ini ditemukan di semua tumbuhan. Ini juga dapat ditemukan pada beberapa spesies jamur yang sangat spesifik, pada bakteri dan beberapa metazoa - dari cnidaria hingga manusia.

Itu disintesis di dalam plastida tanaman. Jalur anabolik ini sebagai prekursornya molekul yang disebut isopentenil pirofosfat.

Biasanya diperoleh dari bagian bawah buah, khususnya di daerah bawah ovarium. Asam absisat meningkat konsentrasinya saat jatuhnya buah mendekat.

Jika asam absisat diterapkan secara eksperimental pada sebagian tunas vegetatif, primordia daun menjadi katafil dan tunas menjadi struktur musim dingin.

Respon fisiologis tanaman sangat kompleks dan berbagai hormon terlibat. Misalnya, giberilin dan sitokinin tampaknya memiliki efek kontras dengan asam absisat.

Struktur

Secara struktural, molekul asam absisat memiliki 15 karbon dan rumusnya adalah C ₁₅ H ₂₀ O ₄ , dimana karbon 1 'memiliki aktivitas optik.

Ini adalah asam lemah dengan pKa mendekati 4,8. Meskipun ada beberapa isomer kimia dari molekul ini, bentuk aktifnya adalah S - (+) - ABA, dengan rantai samping 2- cis -4-trans. Formulir R menunjukkan aktivitas hanya dalam beberapa pengujian.

Mekanisme aksi

ABA dicirikan dengan memiliki mekanisme aksi yang sangat kompleks, yang belum sepenuhnya diungkapkan.

Masih belum mungkin untuk mengidentifikasi reseptor ABA - seperti yang ditemukan untuk hormon lain, seperti auksin atau giberelin. Namun, beberapa protein membran tampaknya terlibat dalam pensinyalan hormon, seperti GCR1, RPK1, dan lainnya.

Selain itu, sejumlah besar pembawa pesan kedua yang terlibat dalam transmisi sinyal hormon juga diketahui.

Akhirnya, beberapa jalur pensinyalan telah diidentifikasi, seperti reseptor PYR / PYL / RCAR, fosfatase 2C, dan kinase SnRK2.

Fungsi dan efek pada tumbuhan

Asam absisat telah dikaitkan dengan berbagai proses penting tanaman. Di antara fungsi utamanya, kami dapat menyebutkan pengembangan dan perkecambahan benih.

Ia juga terlibat dalam respon terhadap kondisi lingkungan yang ekstrim, seperti dingin, kekeringan, dan daerah dengan konsentrasi garam yang tinggi. Kami akan menjelaskan yang paling relevan di bawah ini:

Stres air

Penekanan ditempatkan pada partisipasi hormon ini dengan adanya tekanan air, di mana peningkatan hormon dan perubahan pola ekspresi gen sangat penting dalam respons tanaman.

Ketika kekeringan mempengaruhi tanaman, hal itu dapat dibuktikan karena daunnya mulai layu. Pada titik ini, asam absisat bergerak ke daun dan terakumulasi di dalamnya, menyebabkan stomata menutup. Ini adalah struktur seperti katup yang memediasi pertukaran gas di pabrik.

Asam absisat bekerja pada kalsium: molekul yang mampu bertindak sebagai pembawa pesan kedua. Hal ini menyebabkan bertambahnya bukaan saluran ion kalium yang terletak di luar membran plasma sel penyusun stomata yang disebut sel penjaga.

Dengan demikian, terjadi kehilangan air yang signifikan. Fenomena osmotik ini menimbulkan kerugian pada turgor tanaman, sehingga terlihat lemah dan lembek. Disarankan agar sistem ini berfungsi sebagai alarm peringatan proses kekeringan.

Selain penutupan stomata, proses ini juga melibatkan serangkaian respons yang mengubah ekspresi gen, memengaruhi lebih dari 100 gen.

Dormansi benih

Dormansi benih adalah fenomena adaptif yang memungkinkan tanaman menahan kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan, baik itu cahaya, air, suhu, dan lain-lain. Dengan tidak berkecambah pada tahap ini, pertumbuhan tanaman dipastikan pada saat lingkungan lebih ramah.

Mencegah benih berkecambah di tengah musim gugur atau di tengah musim panas (jika terjadi di waktu-waktu ini kemungkinan bertahan hidup sangat rendah) memerlukan mekanisme fisiologis yang kompleks.

Secara historis, hormon ini telah dianggap memainkan peran penting dalam menghentikan perkecambahan pada periode yang merugikan pertumbuhan dan perkembangan. Ditemukan bahwa kadar asam absisat dapat meningkat hingga 100 kali lipat selama proses pematangan benih.

Kadar hormon tanaman yang tinggi ini menghambat proses perkecambahan, dan pada gilirannya, menyebabkan pembentukan sekelompok protein yang membantu ketahanan terhadap kekurangan air yang ekstrim.

Perkecambahan biji: menghilangkan asam absisat

Agar benih berkecambah dan menyelesaikan siklus hidupnya, asam absisat harus dibuang atau dinonaktifkan. Ada beberapa cara untuk mencapai tujuan ini.

Di gurun, misalnya, asam absisat dihilangkan melalui periode hujan. Benih lain membutuhkan rangsangan cahaya atau suhu untuk menonaktifkan hormon.

Peristiwa perkecambahan didorong oleh keseimbangan hormonal antara asam absisat dan giberilin (hormon tumbuhan lain yang dikenal luas). Menurut zat mana yang mendominasi sayuran, perkecambahan terjadi atau tidak.

Acara absisi

Saat ini terdapat bukti yang mendukung gagasan bahwa asam absisat tidak ikut serta dalam dormansi tunas, dan ironisnya seperti yang terlihat, tidak juga dalam ketiadaan daun - suatu proses dari mana ia mendapatkan namanya.

Saat ini diketahui bahwa hormon ini tidak secara langsung mengontrol fenomena absisi. Kehadiran asam yang tinggi mencerminkan perannya dalam mempromosikan penuaan dan respons terhadap stres, peristiwa yang mendahului absisi.

Pertumbuhan terhambat

Asam absisat bertindak sebagai antagonis (yaitu, melakukan fungsi berlawanan) dari hormon pertumbuhan: auksin, sitisin, giberilin, dan brassinosteroid.

Seringkali, hubungan antagonis ini mencakup hubungan ganda antara asam absisat dan berbagai hormon. Dengan cara ini, hasil fisiologis diatur di dalam tanaman.

Walaupun hormon ini telah dianggap sebagai penghambat pertumbuhan, masih belum ada bukti konkret yang dapat mendukung sepenuhnya hipotesis ini.

Jaringan muda diketahui memiliki asam absisat dalam jumlah yang signifikan dan mutan yang kekurangan hormon ini adalah kerdil: terutama karena kemampuannya untuk mengurangi keringat dan karena produksi etilen yang berlebihan.

Irama jantung

Telah ditentukan bahwa ada fluktuasi harian dalam jumlah asam absisat dalam tumbuhan. Untuk alasan ini, dianggap bahwa hormon tersebut dapat bertindak sebagai molekul sinyal, memungkinkan tanaman untuk mengantisipasi fluktuasi cahaya, suhu, dan jumlah air.

Potensi penggunaan

Seperti yang telah kami sebutkan, rute sintesis asam absisat sangat terkait dengan tegangan hidrat.

Untuk alasan ini, rute ini dan seluruh sirkuit yang terlibat dalam regulasi ekspresi gen dan enzim yang berpartisipasi dalam reaksi ini, merupakan target potensial untuk menghasilkan, melalui rekayasa genetika, varian yang berhasil mentolerir konsentrasi garam tinggi dan periode kekurangan air.

Referensi

1. Campbell, NA (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
2. Finkelstein, R. (2013). Sintesis dan respons asam absisat. Buku Arabidopsis / American Society of Plant Biologists, 11.
3. Gómez Cadenas, A. (2006). Fitohormon, metabolisme dan cara kerja, Aurelio Gómez Cadenas, editor Pilar García Agustín. Ilmu.
4. Himmelbach, A. (1998). Pemberian sinyal asam absisat untuk mengatur pertumbuhan tanaman. Transaksi Filosofis Royal Society of London B: Ilmu Biologi, 353 (1374), 1439-1444.
5. Nambara, E., & Marion-Poll, A. (2005). Biosintesis asam absisat dan katabolisme. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 165-185.
6. Raven, PHE, Ray, F., & Eichhorn, SE Biologi Tanaman. Pembalikan Editorial.