Co je fytochrom?

Fytochrom je pigment vyskytující se ve většině rostlin a některých bakterií, který se používá ke sledování barvy světla. Rostliny mohou tento pigment použít při určování fotoperiody, kdy klíčit semena, kdy květovat a kdy vyrábět chloroplast, klíčovou chemikálii používanou při fotosyntéze. Fotosyntéza je proces, při kterém rostliny přeměňují sluneční světlo na výživu. Fytochrom může být také nápomocný při kontrole toho, jaký tvar a velikost listů se tvoří, délka semen, kolik listů se tvoří a optimální délka semen, aby se co nejlépe využilo dostupné světlo.

Pigment je látka, která mění barvu objektu tím, že odráží některé vlny světla a selektivně absorbuje určité další. Představte si například, že na kouli svítily červené, žluté a modré paprsky. Pokud koule odráží modrou barvu a pohlcuje všechny ostatní světelné vlny, objeví se koule pozorovateli modře. Fytochrom je speciální pigment se dvěma formami, Pr a Pfr, které pohlcují červené a respektive červené světlo, čímž vydávají zelený až modrý odstín. Červené světlo a příliš červené světlo jsou ve srovnání s jinými světelnými vlnami v elektromagnetickém spektru relativně nízkoenergetické a frekvenční zdroje světla.

Fytochrom je fotoreceptor nebo protein, který snímá světlo na organismus a vyvolává odpověď. Má jak proteinovou složku, tak chromoforovou složku, což je část zodpovědná za absorpci červeného světla. Molekula začne brát v červené světlo ve formě Pr, což způsobí, že se fytochrom podrobí chemické změně a stane se Pfr. Tento stav Pfr fytochromu je aktivní stav nebo stav, který začíná procesy odezvy v rostlině, a upřednostňuje absorbovat daleko červené světlo.

U kvetoucích rostlin tento způsob detekce světla pomáhá rozvíjet fotoperiodismus nebo reakce na den a noc. Rostliny mohou také používat fytochrom ke změně tvaru a velikosti listů a zahájení syntézy chloroplastů. Tím je zajištěno, že fotosyntéza dokáže optimálně využít po ruce světlo. Je také důležité sledovat světlo, aby semena mohla úspěšně růst, aniž by vyschla nebo přijala příliš málo slunce.

Objev fytochromu začal pozorováním fotoperiodismu v rostlinách. Vědci si začali všímat, že rostliny reagovaly na den i noc jinak; některé rostliny změnily procesy po delší dny, jiné upřednostňovaly kvetení během kratších denních rozpětí a některé zastavily kvetení, pokud byly během noci vystaveny světlu dokonce několik minut. Ve třicátých letech 20. století se v výzkumném středisku Beltsville Agricultural Research Center spojil botanik Sterling Hendricks, fyziolog Marion Parker a chemik Harry Borthwick, aby tento jev prozkoumali.

V roce 1948 spektrografické testy ukázaly, že za fotoperiodis byl zodpovědný jediný pigment. V roce 1952 testy odhalily, že klíčivost byla zastavena, když byla rostlina vystavena daleko červenému světlu, a restartována, když byla vystavena červenému světlu. V roce 1959 tým provedl průkazné testy na tuřínových semenech a pojmenoval pigmentový fytochrom .