Etilen, kimyasal formül C2H4 olan bir karbon ve hidrojen bileşiğidir. Petrokimya endüstrisi tarafından büyük ölçüde plastik üretiminde kullanılan, büyük oranda tatlı kokulu, renksiz bir gazdır. Etilen ayrıca bitkiler tarafından üretilir ve önemli bitki işlemlerini çeşitli şekillerde etkileyen bir hormon görevi görür. Böyle küçük bir molekülün hormon gibi aktif olması alışılmadık bir durum değildir. Bitkilerde etilen biyosentezi, haşere ve hastalıkların saldırısı, kuraklık ve dokuya zarar da dahil olmak üzere çeşitli streslere cevap olarak gerçekleşir.
Etilen'in bitkiler üzerindeki etkileri çok ve çeşitlidir. En iyi bilinen etkisi, bazı meyvelerin, örneğin elmaların, muzların ve domateslerin, ancak narenciye meyvelerinin olgunlaşmamasıdır. En azından eski Mısırlıların zamanından beri, bazı meyvelerin morarma yoluyla daha çabuk olgunlaşabileceği biliniyordu; Aynı kapta saklanan çok sayıdaki olgunlaşmayı hızlandırmak için yalnızca bir meyvenin ezilmesi veya kesilmesi gerekir. Etilen, 1901 yılına kadar bu cevabın nedeni olarak tanımlanmadı ve sadece 20. yüzyılın sonlarında, bitki dokusundaki etilen biyosentezi sürecinin ayrıntılarını ortaya çıkardı.
Etilen birçok bitkide çiçek üretimini engeller, ancak tohum çimlenmesini teşvik eder ve fide gelişimini ilginç bir şekilde “üçlü tepki” olarak bilinen şekilde etkileyebilir. Karanlık koşullarda yetişen ve etilene maruz kalan fideler, karakteristik bir kalınlaşma ve kısalma gösterir, ve apikal kancanın eğriliğinin artması - gövdenin ucundaki büyüme merkezini koruyan bir yapı. Etilen aynı zamanda klorofilin imha edilmesini, antosiyaninler denilen - sonbahar renkleriyle ilişkili - pigmentlerin üretilmesini ve yaprakların yaşlanmasını ve dökülmesini teşvik eder. Bileşik bir gaz olduğu ve çoğu hormon gibi - çok düşük konsantrasyonlarda etkili olduğu için, bitki dokusundan kolayca yayılabilir ve bu nedenle bu bileşiğin bir bitki tarafından üretimi yakındakileri etkileyebilir. Endüstriyel kaynaklardan ve otomobil motorlarından gelen etilen de bitkileri etkileyebilir.
Bitkilerde etilen biyosentezi için başlangıç noktası, kloroplastlarda üretilen temel bir amino asit olan metiyonindir. Bu, SAM sentetaz adı verilen bir enzim tarafından katalize edilen S-AdoMet olarak da bilinen S-adenosil-L-metiyonin (SAM) üretmek için adenosin trifosfat (ATP) ile reaksiyona girer. Bir başka reaksiyon SAM'ı, ACC synthase enzimi tarafından katalizlenen 1-amino-siklopropan-1-karboksilik aside (ACC) dönüştürür. Son olarak ACC, ACC oksidaz enzimi tarafından katalizlenen etilen, hidrojen siyanür ve karbon dioksit üretmek için oksijenle reaksiyona girer. Hidrojen siyanür, başka bir enzim tarafından zararsız bir bileşiğe dönüştürülür, böylece etilen biyosentezi toksik kimyasallar salmaz.
ACC sentaz, bitkiler tarafından strese cevap olarak üretilir, daha fazla ACC ve dolayısıyla daha fazla etilen üretilmesine neden olur. Stres böcek zararlıları veya bitki hastalıkları tarafından saldırı şeklini alabilir veya kuraklık, soğuk algınlığı veya sel gibi çevresel faktörlerden kaynaklanıyor olabilir. Zararlı kimyasallar da strese neden olabilir ve etilen üretimine neden olabilir.
Bitki hormonu oksin, eğer büyük miktarlarda mevcutsa, etilen üretimini uyarır. 2,4-diklorofenoksiasetik asit (2,4-D) gibi oksinik herbisitler, bu hormonun etkisini taklit ederek birçok bitkide etilen üretimine neden olur. Bu herbisitlerin tam etki şekli açık olmasa da, aşırı etilen üretiminin duyarlı türlerde bitki ölümünde rol oynayabileceği görülmektedir.
Bitkilerde etilen biyosentezinin amacı, 2011 itibariyle aktif bir araştırma alanıdır. Bu hormonun geniş etki yelpazesi göz önüne alındığında, çok sayıda rolü olması muhtemeldir. Fide durumunda, topraktan gelişmekte olan fide direncine cevaben ve büyüme merkezini korumaya yardımcı olan büyüme yanıtlarını tetiklemek için üretildiği görülmektedir. Ayrıca hastalık direncinde rol oynayabileceğine dair kanıtlar vardır; deneysel çalışmalar, bir etilen yanıtı olmayan bitkilerin bazı hastalıklara karşı daha duyarlı olduğunu göstermektedir.
