- Basic of plant gene

expression

- Fundamental of plant

signal transduction

- Phytochrome and blue-

light responses in plants

Gene expression and signal transduction (4 hr)

พชืมรีะบบรบัรูป้ัจจยัสิง่แวดล้อมการรบัสญัญาณ (signal

perception)การถ่ายทอด

สญัญาณ (signal

transduction)

การตอบสนองต่างๆ(gene

expression, responses)

Receptors

Five parallel intracellular signaling pathways activated by G-protein-linked receptors, receptor tyrosine kinases, or both In this schematic example, the five kinases (shaded yellow) at the end of each pathway phosphorylate target proteins (shaded red), some of which are phosphorylated by more than one of the kinases. The specific phospholipase C activated by the two types of receptors is different: G-protein-linked receptors activate PLC-β, whereas receptor tyrosine kinases activate PLC-γ (not shown).

Molecular switchesactive- inactive

form

Second messenger

การงอกของเมล็ด lettuce ในภาวะแสงต่าง ๆ

Photomorphogenesis

http://www.uwsp.edu

Photoreceptor:

Phytochrome โปรตีนท่ีดดูกลืนแสงสแีดง สแีดงไกล และสนี้ำ,าเงิน

(red, far-red, blue light)

Pfr: Ptotal

รงัสหีรอืพลังงานแมเ่หล็กไฟฟา้แยกตามความยาวคลื่นต่างๆ

Smith H. Nature 407, 585-591

Photomorphogenesis+ Light มจี้ำานวนโฟตอนของแสงส ี

แดง+ น้ำ,าเงิน มาก

- Light มจี้ำานวนโฟตอนของแสงส ีแดงไกลมาก

Pfr: Ptotal สงู

Pfr: Ptotal ต้ำ่า

Figure 15-79. When activated by light, the phytochrome, which is a dimer, phosphorylates itself and then moves into the nucleus, where it activates gene regulatory proteins to stimulate the transcription of specific genes. (Alberts et al., 2002)

http://www.bio.miami.edu/dana/226/226F09_14.html

Jiao Y. et al. Nature Reviews Genetics 8, 217-230

บทบาทของไฟโทโครมการยดืตัวเพื่อหนีรม่เงา (Shading avoidance)สดัสว่นของ Pfr: Ptotal ท่ีลดลง ท้ำาให้พชืเติบโตด้านความสงูการงอกของเมล็ด (Seed germination)สดัสว่นของ Pfr: Ptotal ท่ีเพิม่ขึ,นกระตุ้นการงอกของเมล็ดการหลับของใบ (Sleep movement)สดัสว่นของ Pfr: Ptotal ท่ีลดลง กระตุ้นการหบุก้านใบ

Figure 1. Photomorphogenesis as a morphological and as a cellular process. The left photos show the change in form of an Arabidopsis thaliana seedling grown in darkness (top) or in white light. The right hand illustration shows the change in chloroplast structure and diagrams the progress of light signals through two receptor systems, cryptochrome and phytochrome. Adapted from Biochemistry and Molecular Biology of Plants, (c) American Society of Plant Biologists, with permission.

Blue light responses

การเบนตามแสง

Photoreceptor: blue light receptors

Cryptochrome Phototropins Zeaxanthins