Wat is een fytochroom?
Phytochroom is een pigment dat in de meeste planten en sommige bacteriën voorkomt en dat wordt gebruikt om de kleur van het licht te controleren. Planten kunnen dit pigment gebruiken bij het bepalen van fotoperioden, wanneer ze zaden moeten laten ontkiemen, wanneer ze moeten bloeien en wanneer ze chloroplast moeten produceren, een belangrijke chemische stof die wordt gebruikt in de fotosynthese. Fotosynthese is een proces waarbij planten zonlicht omzetten in voeding. Phytochrome kan ook een rol spelen bij het bepalen van de vorm en de grootte van de bladeren, de lengte van de zaden, het aantal bladeren en de optimale lengte van de zaden om optimaal gebruik te maken van het aanwezige licht.
Een pigment is een stof die de kleur van een object verandert door enkele lichtgolven te reflecteren en bepaalde anderen selectief te absorberen. Stel je bijvoorbeeld voor dat rode, gele en blauwe stralen op een bal scheen. Als de bal blauw reflecteert en alle andere lichtgolven absorbeert, zal de bal blauw lijken voor een waarnemer. Phytochrome is een speciaal pigment met twee vormen, Pr en Pfr, die respectievelijk rood licht en verrood licht absorberen en een groene tot blauwe tint afgeven. Rood licht en verrood licht zijn relatief lage energie- en frequentielichtbronnen, vergeleken met andere lichtgolven in het elektromagnetische spectrum.
Phytochroom is een fotoreceptor, of een eiwit dat licht op een organisme waarneemt en een reactie uitlokt. Het heeft zowel een eiwitcomponent als een chromofoorcomponent, het stuk dat verantwoordelijk is voor de absorptie van rood licht. Het molecuul begint rood licht op te nemen in de Pr-vorm, waardoor het fytochroom een chemische verandering ondergaat en Pfr wordt. Deze Pfr-toestand van fytochroom is de actieve toestand, of de toestand die begint met de reactieprocessen in de plant, en geeft er de voorkeur aan verrood licht te absorberen.
In bloeiende planten helpt deze methode om licht te detecteren fotoperiodisme of reacties op dag en nacht te ontwikkelen. Planten kunnen ook fytochroom gebruiken om de vorm en grootte van bladeren te veranderen en om de synthese van chloroplasten te starten. Dit zorgt ervoor dat fotosynthese optimaal gebruik kan maken van het aanwezige licht. Het is ook belangrijk om licht te bewaken, zodat zaden succesvol kunnen groeien, zonder op te drogen of te weinig zon te ontvangen.
De ontdekking van fytochroom begon met de observatie van fotoperiodisme in planten. Wetenschappers begonnen op te merken dat planten anders reageerden op dag en nacht; sommige planten veranderden processen gedurende langere dagen, sommige begunstigden de bloei tijdens kortere dagen en sommige stopten met bloeien als ze zelfs gedurende enkele minuten gedurende de nacht aan licht werden blootgesteld. In de jaren dertig werkten botanicus Sterling Hendricks, fysioloog Marion Parker en chemicus Harry Borthwick in het Beltsville Agricultural Research Center samen om dit fenomeen te onderzoeken.
In 1948 gaven spectrograftests aan dat een enkel pigment verantwoordelijk was voor de fotoperiodis. In 1952 bleek uit tests dat de kieming werd gestopt toen een plant werd blootgesteld aan verrood licht en opnieuw werd opgestart wanneer hij werd blootgesteld aan rood licht. In 1959 voerde het team overtuigende tests uit op raapzaden en noemde het pigment fytochroom .