O que é biossíntese de etileno?
O etileno é um composto de carbono e hidrogênio com a fórmula química C 2 H 4 . É um gás incolor com odor adocicado, fabricado em grande escala pela indústria petroquímica para uso principalmente na produção de plásticos. O etileno também é produzido pelas plantas e atua como um hormônio que influencia os processos cruciais das plantas de várias maneiras. É incomum que uma molécula tão pequena seja ativa como um hormônio. A biossíntese de etileno nas plantas ocorre em resposta a vários estresses, incluindo ataques de pragas e doenças, secas e danos ao tecido.
Os efeitos do etileno nas plantas são muitos e variados. Seu efeito mais conhecido é acelerar o amadurecimento de alguns tipos de frutas, como maçãs, bananas e tomates, mas não frutas cítricas. Já se sabia desde pelo menos a época dos antigos egípcios que algumas frutas podiam ser amadurecidas mais rapidamente por contusões; muitas vezes é necessário apenas ferir ou cortar uma fruta para acelerar o amadurecimento de um grande número armazenado no mesmo recipiente. O etileno não foi identificado como a causa dessa resposta até 1901 e foi apenas no final do século 20 que detalhes do processo de biossíntese do etileno no tecido vegetal foram revelados.
O etileno inibe a produção de flores na maioria das plantas, mas promove a germinação das sementes e pode influenciar o desenvolvimento das mudas de uma maneira interessante, conhecida como "resposta tripla". Mudas cultivadas em condições escuras e expostas ao etileno mostram um espessamento e encurtamento característicos do caule, e curvatura aumentada do gancho apical - uma estrutura que protege o centro de crescimento na ponta do caule. O etileno também promove a destruição da clorofila, a produção de pigmentos chamados antocianinas - associadas às cores do outono - e o envelhecimento e o derramamento das folhas. Como o composto é um gás e, como a maioria dos hormônios, é eficaz em concentrações muito baixas, ele pode se difundir facilmente através do tecido da planta e, portanto, a produção desse composto por uma planta pode afetar outras por perto. O etileno de fontes industriais e motores de automóveis também pode afetar as plantas.
O ponto de partida para a biossíntese de etileno nas plantas é a metionina, um aminoácido essencial produzido nos cloroplastos. Isso reage com o adenosina trifosfato (ATP) para produzir S-adenosil-L-metionina (SAM), também conhecido como S-AdoMet, catalisado por uma enzima chamada SAM sintetase. Uma reação adicional converte o SAM em ácido 1-amino-ciclopropano-1-carboxílico (ACC), catalisado pela enzima ACC sintase. Finalmente, o ACC reage com o oxigênio para produzir etileno, cianeto de hidrogênio e dióxido de carbono, catalisado pela enzima ACC oxidase. O cianeto de hidrogênio é convertido em um composto inofensivo por outra enzima, de modo que a biossíntese de etileno não libera nenhum produto químico tóxico.
A ACC sintase é produzida pelas plantas em resposta ao estresse, causando mais ACC e, conseqüentemente, mais etileno. O estresse pode assumir a forma de ataque de pragas de insetos ou doenças de plantas, ou pode ser devido a fatores ambientais, como seca, frio ou inundação. Produtos químicos nocivos também podem resultar em estresse, levando à produção de etileno.
O hormônio vegetal auxina, se presente em grandes quantidades, estimula a produção de etileno. Herbicidas auxiliares, como o ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), imitam a ação desse hormônio, causando produção de etileno em muitas plantas. Embora o modo exato de ação desses herbicidas não seja claro, parece que a produção excessiva de etileno pode ter um papel na morte das plantas em espécies suscetíveis.
O objetivo da biossíntese de etileno nas plantas é, a partir de 2011, uma área de pesquisa ativa. Dada a ampla gama de efeitos desse hormônio, é provável que ele tenha múltiplos papéis. No caso de mudas, parece ser produzido em resposta à resistência do solo às mudas em desenvolvimento e desencadear respostas de crescimento que ajudam a proteger o centro de cultivo. Há também evidências de que ele pode desempenhar um papel na resistência a doenças; estudos experimentais sugerem que plantas sem resposta ao etileno são mais suscetíveis a algumas doenças.