Vad är en fytokrom?

Fytokrom är ett pigment som finns i de flesta växter och vissa bakterier som används för att övervaka ljusets färg. Växter kan använda detta pigment för att bestämma fotoperioder, när man ska spira frön, när man ska blomma och när man ska tillverka kloroplast, en viktig kemikalie som används i fotosyntesen. Fotosyntes är en process där växter omvandlar solljus till näring. Fytokrom kan också vara avgörande för att kontrollera vilken form och storlek blad lämnar, längden på frön, hur många blad som bildas och den optimala längden på frön för att bäst utnyttja det ljus som finns.

Ett pigment är ett ämne som förändrar färgen på ett objekt genom att reflektera vissa ljusvågor och selektivt absorbera vissa andra. Föreställ dig till exempel att röda, gula och blå strålar lyste på en boll. Om bollen reflekterar blått och absorberar alla andra ljusvågor, kommer bollen att se blå ut för en iakttagare. Phytochrome är ett speciellt pigment med två former, Pr och Pfr, som absorberar rött ljus respektive långt rött ljus, som avger en grön till blå nyans. Rött ljus och långt rött ljus är relativt låg energi och frekvens ljuskällor, jämfört med andra ljusvågor i det elektromagnetiska spektrumet.

Fytokrom är en fotoreceptor eller ett protein som avkänner ljus på en organisme och framkallar ett svar. Den har både en proteinkomponent och en kromoforkomponent, den del som är ansvarig för absorptionen av rött ljus. Molekylen börjar ta in rött ljus i Pr-formen, vilket får fytokromen att genomgå en kemisk förändring för att bli Pfr. Detta Pfr-tillstånd av fytokrom är det aktiva tillståndet, eller det tillstånd som påbörjar svarsprocesserna i växten och föredrar att absorbera långt rött ljus.

I blommande växter hjälper denna metod för att upptäcka ljus att utveckla fotoperiodism eller svar på dag och natt. Växter kan också använda fytokrom för att ändra form och storlek på bladen och för att påbörja syntesen av kloroplaster. Detta säkerställer att fotosyntesen kan utnyttja ljuset till hands optimalt. Det är också viktigt att övervaka ljus så att frön kan växa framgångsrikt utan att torka upp eller få för lite sol.

Upptäckten av fytokrom började med observation av fotoperiodism i växter. Forskare började märka att växter svarade annorlunda dag och natt; vissa växter förändrade processer under längre dagar, andra gynnade blomningen under kortare dagsträckor, och vissa slutade blomningen om de utsattes för ljus under några minuter under natten. På 1930-talet, vid Beltsville Agricultural Research Center, arbetade botanikern Sterling Hendricks, fysiologen Marion Parker och kemisten Harry Borthwick för att undersöka detta fenomen.

1948 indikerade spektrografttester att ett enda pigment var ansvarigt för fotoperioden. År 1952 avslöjade testen att spiringen stoppades när en växt utsattes för långt rött ljus och startades om när det utsattes för rött ljus. 1959 genomförde teamet avslutande tester på kålfrö och fick namnet pigmentet fytokrom .