R
OMUALDC
ZERPAKi A
LICJAP
IOTROWSKA Zak³ad Biochemii RoœlinInstytut Biologii
Uniwersytet w Bia³ymstoku
Œwierkowa 20 B, 15-950 Bia³ystok e-mail: alicjap@uwb.edu.pl
CYTOKININY, ICH STRUKTURA, METABOLIZM I AKTYWNOή BIOLOGICZNA
WSTÊP
Cytokininy, poza podstawowymi w³aœciwo-œciami stymulacji podzia³ów komórkowych i opóŸniania procesów starzenia siê, wspó³uczestnicz¹ z innymi fitohormonami w regulacji i koordynacji wielu procesów bioche-miczno–fizjologicznych i morfogenetycznych podczas ca³ej ontogenezy, a najintensywniej w m³odych szybko rosn¹cych roœlinach. Pierwsza cytokinina tj. N6–furfuryloadenina (FA) zwana potocznie kinetyn¹ zosta³a wyizolowana przez MILLERA i wspó³prac. (1955a, b) z komórek zwierzêcych i dro¿d¿y jako artefakt powsta³y podczas preparatyki kwasów nukleinowych. Naturaln¹ cytokininê po raz pierwszy wyizolo-wa³ LETHAM w 1963 r. z niedojrza³ych ziaren kukurydzy (Zea mays) i nazwa³ j¹ zeatyn¹. Jest to N6- (D2-4-hydroksyizopentenylo) adenina, która powszechnie wystêpuje w œwiecie roœlin i intensywnie stymuluje podzia³y komórkowe tkanki twórczej. W nastêpnych latach, z roœlin naczyniowych, glonów, bakterii i grzybów, wy-odrêbniono sporo zwi¹zków o w³aœciwoœciach cytokininowych, pochodnych adeniny, z pod-stawnikami alifatycznymi przy azocie grupy aminowej po³¹czonej z atomem wêgla C-6
(LETHAM 1963, SKOOG i wspó³aut. 1967, LEONARDi wspó³aut. 1969, ROGOZIÑSKA1969, SKOOG i ARMSTRONG 1970, VAN STADEN i BRECH1973, AUGIER1974, BORKOWSKA1976, KENTZER i wspó³aut. 1980, MILLER 1985). W przyrodzie najczêœciej spotykane s¹ cytokininy z alifatycznym podstawnikiem izopentenylo-wym w ró¿nych modyfikacjach chemicznych, zaœ rzadziej wystêpuj¹ z rodnikiem benzylo-wym i jego hydroksylobenzylo-wymi pochodnymi (HORGAN i wspó³aut. 1975, ERNSTi wspó³aut. 1983, STRNAD 1997, BAROJA-FEMANDEZ i wspó³aut. 2002). Równie¿ aktywnoœæ cytokini-now¹ wykazuj¹ niektóre zwi¹zki syntetyczne pochodne mocznika z podstawnikami: fenylo-wym, pirydylofenylo-wym, tiodiazolowym i ich ró¿ny-mi modyfikacjaró¿ny-mi cheró¿ny-micznyró¿ny-mi. Tego rodzaju cytokininy próbuje siê zastosowaæ w praktyce rolniczo–ogrodniczej i sadowniczej (BRUCE i wspó³aut. 1965; TAKAHASHI i wspó³aut. 1978; IWAMURA i wspó³aut. 1980; KUROSAKI i wspó³aut. 1981; MOK i wspó³aut. 1982, 1987, MOKi MOK1985; THOMASi KATTERMAN1986; KLYACHKO i wspó³aut. 1987; BORKOWSKA i LITWIÑCZUK1993; HEUTTEMANi PREECE1993).
BUDOWA CHEMICZNA CYTOKININ POCHODNYCH ADENINY I MOCZNIKA
Naturalne cytokininy s¹ pochodnymi zasa-dy purynowej adeniny, w której do grupy ami-nowej zlokalizowanej przy atomie wêgla C-6
przy³¹czony jest najczêœciej piêciowêglowy izoprenowy ³añcuch alifatyczny, a rzadziej aro-matyczny podstawnik benzylowy, w ró¿nych
Numer 2-3 (259-260)
Strony
203–215
modyfikacjach chemicznych (Ryc. 1). Równie¿ znane s¹ syntetyczne analogi chemiczne cyto-kinin, np. N6-farnezyloadenina, N6 -geranyload-enina, N6-cykloheksyloadenina i N6 -furfurylo-adenina, jako jedna z najbardziej aktywnych biologicznie (SKOOG i ARMSTRONG 1970, HORGAN i wspó³aut. 1975, BORKOWSKA1976, MILLER 1985, MOORE 1989, KAMINEK i wspó³aut. 1992, MOK i MOK 2001).
W roœlinach powszechnie wystêpuj¹ cyto-kininy z podstawnikami alifatycznymi, g³ów-nie zeatyna, dihydrozeatyna, N6-D2 -izopenteny-loadenina (2iP), 9-b-D-rybofurnazylo-2iP (IPA) i ich ró¿ne modyfikacje z dodatkowymi pod-stawnikami: hydroksylowym lub metylowym (BORKOWSKA 1976, MILLER 1985, NANDI i wspó³aut. 1989, MCGAWi BURCH 1995). Nato-miast rzadziej spotykane s¹ cytokininy z aroma-tycznym podstawnikiem benzylowym: jak N6–benzyloadenina (BA) i jej hydroksylowe pochodne: N6-orto-hydroksybenzyloadenina i N6-meta- hydroksybenzyloadenina, zwane
po-tocznie o- i m–topolinami, gdy¿ po raz pierw-szy zosta³y wykryte w topoli (Populus robusta) i nieco póŸniej w any¿ku (Pimpinella anisum L.) (HORGAN i wspó³aut. 1975, ERNST i wspó³aut. 1983). Ostatnio coraz czêœciej po-twierdza siê ich obecnoœæ w innych grupach taksonomicznych roœlin (STRNAD 1997, BAROJA-FEMANDEZ i wspó³aut. 2002).
SKOOG ze wspó³pracownikami (1967) jako pierwszy wykaza³, ¿e stymuluj¹ca aktyw-noœæ cytokinin zale¿y przede wszystkim od charakteru chemicznego podstawnika w po-zycji N6. W przypadku cytokinin z podstawni-kiem alifatycznym, ich aktywnoœæ stymuluj¹ca uwarunkowana jest d³ugoœci¹ ³añcucha, liczb¹ i rozmieszczeniem w nim wi¹zañ po-dwójnych oraz dodatkowo przy³¹czon¹ grup¹ hydroksylow¹ b¹dŸ metylow¹. Spoœród takich cytokinin najwiêksz¹ aktywnoœæ wykazuj¹ te, które maj¹ przy³¹czony piêciowêglowy ³añcuch pochodny izoprenu z wi¹zaniem po-dwójnym w œrodku cz¹steczki i przy³¹czon¹ do czwartego atomu wêgla grup¹ hydroksy-low¹. Takim zwi¹zkiem jest zeatyna, która mo¿e tworzyæ dwie formy izomeryczne: cis o mniejszej aktywnoœci biologicznej i trans — o wiêkszej (LETHAM 1963, MATSUBARA 1980, MOORE 1989).
Okaza³o siê, ¿e wprowadzenie dodatko-wych podstawników do cytokinin, np. do azo-tu grupy aminowej lub bezpoœrednio do pierœ-cienia purynowego, niekorzystnie wp³ywa na stymuluj¹ce dzia³anie cytokinin na wzrost i procesy fizjologiczno–metaboliczne roœlin. W przypadku cytokinin zawieraj¹cych podstaw-nik aromatyczny, np. BA, b¹dŸ heterocykliczny jak FA, stwierdzono, ¿e tylko jednowêglowy mostek alkilowy przy azocie N6 grupy amino-wej adeniny z w/w podstawnikami najkorzyst-niej wp³ywa na ich stymuluj¹c¹ aktywnoœæ bio-logiczn¹. Ka¿da modyfikacja chemiczna pole-gaj¹ca na wprowadzeniu do grupy aminowej, a szczególnie do pierœcienia zasady purynowej, dodatkowych podstawników, zw³aszcza takich jak: chlorowce, grupa sulfhydrylowa, azowa b¹dŸ aminowa, przewa¿nie powoduje wytwo-rzenie u nich silnych w³aœciwoœci antycytokini-nowych hamuj¹cych podzia³y komórkowe, ich wzrost i metabolizm. Niektóre z tego rodzaju antycytokinin dzia³aj¹ mutagennie, gdy¿ mog¹ byæ wbudowywane do DNA genomu komórko-wego (SKOOG i wspó³aut. 1967, BORKOWSKA 1976, KUROSAKI i wspó³aut. 1981).
Cytokininy tworz¹ liczne po³¹czenia N-gliko-zydowe przewa¿nie z azotem N-9,
sporadycz-Ryc. 1. Chemiczna struktura pospolitych wol-nych form cytokinin pochodwol-nych adeniny (MOK
nie N-7, najczêœciej z ryboz¹ b¹dŸ glukoz¹ a rza-dziej z ksyloz¹ (Ryc. 2). Rzarza-dziej spotykane s¹ po³¹czenia cytokinin O-glikozydowe z glukoz¹ b¹dŸ ksyloz¹ oraz estrowe kwasu fosforowego lub octowego z grup¹ hydroksylow¹ ³añcucha alifatycznego zlokalizowanego przy azocie N6 grupy aminowej zeatyny i dihydrozeatyny (Ryc. 2, 3). Wœród niektórych roœlin np. w m³odych ³odygach i korzeniach ³ubinów (Lupi-nus sp.), korzeniach kie³kuj¹cych nasion fasoli (Phaseolus sp.) i niedojrza³ych nasionach jab³oni (Malus sp.) wykryto amidowe po³¹cze-nie aminokwasu alaniny z azotem N-9 cytokini-ny. Po³¹czenie to zosta³o nazwane kwasem lu-pinowym, który nie wykazuje ju¿ stymuluj¹cej aktywnoœci (LETHAM 1963, MATSUBARA 1980, MCGAW i BURCH 1995).
Odrêbn¹ grupê zwi¹zków o w³aœciwo-œciach cytokininowych stanowi¹ pochodne mocznika z podstawnikami fenylowymi, b¹dŸ nienasyconymi heterocyklicznymi, np. piry-dylowym, tiodiazolowym i ich modyfikacjami z przy³¹czon¹ dodatkowo grup¹: hydroksy-low¹, chlorkow¹, metyhydroksy-low¹, metoksyhydroksy-low¹, metylenodioksylow¹, itp. (Ryc. 4). W latach 60. BRUCEze wspó³pracownikami (1965) jako pierwsi wykazali stymuluj¹ce dzia³anie N,N’-difenylomocznika, a nastêpnie przebada-li kilkaset pochodnych mocznika okreœlaj¹c ich aktywnoœæ biologiczn¹. Aktualnie najczê-œciej stosowanych jest kilkanaœcie cytokinin mocznikowych, spoœród których szczególne znaczenie, poza difenylomocznikiem (DPU), maj¹ tidiazuron (TDZ),
N-fenylo-N’-2-chloro-Ryc. 2. Struktura i nazewnictwo po³¹czeñ glikozydowych naturalnych cytokinin pochodnych adeni-ny, zawieraj¹cych grupy cukrowe:b-D-glukopiranozylow¹ ib-D-rybofuranozylow¹ (BORZOBOHATY i wspó³aut. 1994).
4-pirydylomocznik (CPPU), N-2,3- lub N-3,4-dimetoksyfenylo-N’-fenylomocznik i N-2,3- lub N-3,4-metylenodioksyfenylo-N’-fe-nylomocznik (Ryc. 4) (TAKAHASHI i wspó³aut. 1978; IWAMURA i wspó³aut. 1980; MOK i wspó³aut. 1982; 1987; MOK i MOK 1985; THOMASi KATTERMAN1986; MOKi MOK2001; RICCIi wspó³aut. 2001). W³aœciwoœci cytokini-nopodobne wykazuj¹ tak¿e niektóre zwi¹zki o ró¿nej strukturze chemicznej, np. alantoina (5-ureidohydantoina), nitroguanidyna, kwas traumatynowy (1-deceno-1,10-dikarboksy-lowy) i inne (CZERPAK 1979, MOORE 1989, KAMINEKi wspó³aut. 1992, CZERPAKi BAJGUZ 1997, JANKIEWICZ 1997).
Badania BRUCE i wspó³aut. (1965) oraz KUROSAKIi wspó³aut. (1981) wykaza³y, ¿e cyto-kininy purynowe pochodne adeniny i cytokini-ny mocznikowe maj¹ w cz¹steczce tak¹ sam¹
Ryc. 3. Enzymy i geny uczestnicz¹ce w modyfikacjach N6-izoprenoidowego ³añcucha cytokinin adeni-nowych (MOK i MOK2001).
Ryc. 4. Chemiczna struktura bardziej znanych syn-tetycznych cytokinin pochodnych mocznika (MOK i MOK2001, RICCI i wspó³aut. 2001).
domenê warunkuj¹c¹ ich aktywnoœæ biolo-giczn¹. W przypadku cytokinin mocznikowych jest to fragment cz¹steczki -HN-CO-NH-, zaœ w cytokininach purynowych fragment pierœcie-nia adeninowego -N=CH-NH-, odpowiadaj¹cy pozycjom 7, 8, 9.
Cytokininy adeninowe w komórkach mog¹ wystêpowaæ w formie wolnych zasad oraz w po³¹czeniach N-glikozydowych, najczêœciej b-D-rybozy, rzadziejb-D-glukozy i sporadycznie b-D-ksylozy z azotem w pozycji N-9 lub N-7. Przewa¿nie ³¹cz¹c siê z ryboz¹, tworz¹ rybo-zyd, a po przy³¹czeniu do niego kwasu orto-fo-sforowego przekszta³caj¹ siê w
mononukle-otyd zwany rybmononukle-otydem. Obecnoœæ takich nu-kleotydów stwierdzono w s¹siedztwie antyko-donu i pêtli bocznej tRNA, fragmencie poliade-nylowym mRNA, a nawet w rRNA, gdzie spe³niaj¹ one istotn¹ rolê regulacyjn¹ o charak-terze stymuluj¹cym w procesie translacji. Na-jaktywniejsze biologicznie s¹ cytokininy w for-mie wolnych zasad i po³¹czeñ rybozydowych (MATSUBARA1980, KUBOWICZ1982, SPYCHA£A i wspó³aut. 1982, GWÓD i WONY 1983, TEYSSENDIER i wspó³aut. 1984, NANDI i wspó³aut. 1989, SUTY i wspó³aut. 1993, BORZOBOHATY i wspó³aut. 1994, MCGAW i BURCH 1995, GAUDINO i PIKAARD 1997).
BIOSYNTEZA I PRZEMIANY METABOLICZNE CYTOKININ ADENINOWYCH
Cytokininy s¹ syntezowanie w ró¿nych ro-dzajach tkanki twórczej, ale g³ównym miej-scem ich biosyntezy s¹ merystemy wierz-cho³kowe systemu korzeniowego, tkanka kalu-sowa oraz m³ode intensywnie rosn¹ce owoce i nasiona. W obrêbie roœlin cytokininy charakte-ryzuj¹ siê s³ab¹ ruchliwoœci¹. Dotychczas bio-synteza cytokinin nie jest w szczegó³ach ca³ko-wicie wyjaœniona. Wed³ug aktualnych pogl¹dów istniej¹ dwa niezale¿ne szlaki pro-wadz¹ce do wytworzenia wolnych form cyto-kinin. Jeden z nich mo¿e polegaæ na uwalnia-niu cytokin adeninowych w trakcie degradacji kwasów rybonukleinowych, g³ównie tRNA, który jest w nie najbogatszy. Ten szlak powsta-wania cytokinin nie ma wystarczaj¹cych dowo-dów eksperymentalnych w pe³ni potwier-dzaj¹cych prawdziwoœæ jego istnienia (LETHAM i PALNI1983, NOODENi LETHAM1993, MCGAWi BURCH 1995, GRAY i wspó³aut. 1996, CHEN 1997).
Równie¿ ostatnie badania B ARCISZEWS-KIEGO i wspó³aut. (2000) sugeruj¹ ¿e istnieje du¿e prawdopodobieñstwo wytwarzania kine-tyny (N6-furfuryloaminopuryny) i byæ mo¿e in-nych cytokinin u roœlin, bakterii symbiotycz-nych, a nawet w komórkach zwierzêcych z DNA, zw³aszcza w warunkach stresowych. Wed³ug tej hipotezy podczas oksydacyjnej de-gradacji nie tylko RNA, ale tak¿e DNA, poprzez reakcje hydrolizy i hydroksylacji mog¹ powsta-waæ zwi¹zki cytokininowe jako wtórne, nietok-syczne produkty reakcji, bêd¹ce efektem neu-tralizacji szkodliwych grup w nukleotydach, buduj¹cych kwasy nukleinowe (AKIYOSHI i wspó³aut. 1984, NIETOi FRANKENBERGER1990, GRAY i wspó³aut. 1996).
Ca³y szereg dotychczasowych doœwiadczeñ wskazuje na to, ¿e cytokininy syntezowane s¹ przede wszystkim de novo z zasady purynowej adeniny i kwasu mewalonowego jako donora alifatycznego ³añcucha bocznego przy azocie grupy aminowej N6. Biosynteza cytokinin de novo, których szlaki mog¹ byæ inicjowane przez przy³¹czenie ³añcucha izopentenylowe-go, pochodz¹cego z aktywnego a,a-dimetyloa-llilo-pirofosforanu do azotu N6 grupy amino-wej mononukleotydów adeninowych: AMP lub ADP b¹dŸ ATP, w reakcji katalizowanej przez enzym transferazê izopentenylow¹ s¹ przedstawione w szczegó³ach na Ryc. 5. W ten sposób powstaje miêdzy innymi rybotyd N6-D2-izopentenylo-AMP (rybotyd 2iP), który mo¿e ulegaæ wielu przemianom metabolicz-nym i modyfikacyjmetabolicz-nym tworz¹c ró¿ne formy cytokinin, tj. rybotydy, rybozydy i wolne zasa-dy g³ównie zeatynê, dihydrozeatynê, izopente-nyloadeninê (2iP) i N9-rybozyd 2iP (IPA) (CHEN i MELITZ 1979, AKIYOSHI i wspó³aut. 1984, NIETO i FRANKENBERGER 1990, BLACKWELL i HORGAN 1994, MCGAW i BURCH 1995, KAKIMOTO 2001).
W cytoplazmie i wakuolach komórek ro-œlinnych, cytokininy endo- i egzogenne, ule-gaj¹ ró¿norodnym przemianom i modyfika-cjom biochemicznym (Ryc. 6). W efekcie tych przemian najczêœciej powstaj¹ formy nieak-tywne biologicznie o funkcji transportowej, b¹dŸ zapasowej w celu zwiêkszenia ich puli, aby mog³y byæ wykorzystane do regulacji w poszczególnych fazach wzrostu i rozwoju ca³ych roœlin i ich pojedynczych komórek. Do-tychczas najlepiej zosta³y poznane przemiany metaboliczne dotycz¹ce konwersji miêdzy
formami zasadowymi cytokinin, a ich po³¹cze-niami nukleotyzydowymi i nukleotydowymi (Ryc. 3) (NANDIi wspó³aut. 1989, KAMINEKi wspó³aut. 1992, VANSTADEN i DREWES1992, BINNS 1994, CHEN 1997, JONES 1998, MOK i MOK 2001).
Przemiany metaboliczne cytokinin dotycz¹ szkieletu purynowego cz¹steczki, a tak¿e jej ³añcucha alifatycznego, co w szczegó³ach przedstawiaj¹ Ryc. 3, 5–7. Jednym z rodzajów przemian jest enzymatyczne przekszta³cenie rybotydów cytokininowych poprzez defosfo-rylacjê w rybozydy, które po od³¹czeniu rybozy staj¹ siê wolnymi zasadami cytokininowymi. Poznana jest dobrze przemiana zeatyny, po-przez redukcjê wi¹zania podwójnego w jej bocznym ³añcuchu alifatycznym do dihydroze-atyny. Cytokininy adeninowe, najczêœciej w pozycjach N-7 i N-9, a tak¿e cytokininy moczni-kowe ³¹cz¹c siê przewa¿nie z ryboz¹ b¹dŸ glu-koz¹, a rzadziej z ksyloz¹ ³atwo ulegaj¹ N-gliko-zylacji. Równie¿ grupa hydroksylowa alifatycz-nego ³añcucha boczalifatycz-nego form cis- i trans-zeaty-ny oraz dihydrozeatytrans-zeaty-ny mog¹ ulegaæ
O-glikozy-lacji z udzia³em glukozy b¹dŸ ksylozy, a tak¿e estryfikacji z kwasem octowym lub orto-fosfo-rowym (Ryc. 3, 6, 7). W przemianach metabo-licznych cytokinin uczestnicz¹ liczne enzymy jak: oksydazy, defosforylazy (fosfatazy), fosfo-rylazy, reduktazy, cis-trans-izomerazy,
glukozy-lo- i ksylozyglukozy-lo-transferazy, b-glukozydazy, nu-kleozydazy, hydroksylazy i inne, wraz z grup¹ genów koduj¹cych ich biosyntezê (Ryc. 3) (GUERN i PÈAND-LENOËL1981, LETHAM i PALNI 1983, LETHAM i ZHANG 1989, GERHAUSER i BOPP1990, KINGi VANSTADEN1990, NOODENi LETHAM1993, BORZOBOHATYi wspó³aut. 1994, CHEN 1997, MOK i wspó³aut. 2000).
Nadmiar cytokinin w komórce ulega nieod-wracalnej biodegradacji, któr¹ zapocz¹tkowu-je enzym oksydaza cytokininowa (Ryc. 7), po-woduj¹ca od³¹czenie ³añcucha alifatycznego w postaci 3-metylo-2-butenalu od pierœcienia pu-rynowego adeniny. Z kolei adenina mo¿e ule-gaæ dalszym powszechnie znanym przemia-nom katabolicznym, a¿ do mocznika i dwutlen-ku wêgla. Okaza³o siê, ¿e cytokininy z nasyco-nym ³añcuchem alifatycznasyco-nym —
izopentylo-Ryc. 5. Model biosyntezy cytokinin, inicjowanej g³ównie przez przy³¹czenie izopentenylowego ³añcu-cha do AMP, ADP lub ATP (KAKIMOTO 2001).
wym, jak dihydrozeatyna, oraz z podstawnika-mi aromatycznypodstawnika-mi, np. benzylowym w BA i fur-furylowym w FA, a tak¿e cytokininy moczniko-we s¹ odporne na dzia³anie oksydazy cytokini-nowej. Przypuszcza siê, ¿e cytokininy moczni-kowe mog¹ ulegaæ degradacji pod wp³ywem
specyficznej ureazy powoduj¹cej ich rozpad do aromatycznych amin i dwutlenku wêgla. (GERHAUSER i BOPP 1990, KING i VANSTADEN 1990, VANSTADENi DREWES1992, JONES1998, RINALDI i COMANDINI 1999).
AKTYWNOή BIOLOGICZNA CYTOKININ
Cytokininy, poza podstawowymi w³aœciwo-œciami stymulacji podzia³ów komórkowych nie tylko roœlin naczyniowych, ale tak¿e glo-nów, bakterii i grzybów oraz opóŸnianiem pro-cesów ich starzenia siê, wywieraj¹ du¿y wp³yw aktywuj¹cy na wiele, ró¿norodnych procesów biochemiczno-fizjologicznych, przewa¿nie o charakterze anabolicznym. G³ównie od-dzia³ywuj¹ na proces kariokinezy, zw³aszcza w stadium G2 interfazy. Przede wszystkim stymu-luj¹ biosyntezê kwasów nukleinowych DNA i RNA, na ró¿nych etapach ich tworzenia siê podczas procesów replikacji i transkrypcji, ak-tywuj¹c enzymy polimerazy i transferazy. Nie-które cytokininy jako nukleotydy wbudowuj¹ siê w s¹siedztwie antykodonu tRNA lub w jego pêtli bocznej, a tak¿e we fragmencie poliade-nylowym mRNA. Prawdopodobnie przyœpie-szaj¹ w³aœciwe odczytywanie kodonów znaj-duj¹cych siê w mRNA przez komplementarne antykodony zlokalizowane w aminoacy-lo-tRNA, co ma istotne znaczenie w ich stymu-lacyjnej aktywnoœci. Równie¿ stymuluj¹ proces translacji, zw³aszcza w fazie inicjacji i elongacji poprzez aktywacjê enzymów: syntazy amino-acylowej i aminoacylotransferaz oraz tworze-nie siê natywnej struktury bia³ek,
warun-kuj¹cej ich aktywnoœæ biologiczn¹. Pod dzia³aniem cytokinin z regu³y wzrasta iloœæ i ak-tywnoœæ translacyjna rybosomów i poliso-mów, a tak¿e aktywnoœæ biochemiczna retiku-lum endoplazmatycznego. Efektem tych dzia³añ jest znaczny wzrost zawartoœci bia³ek enzymatycznych, transportuj¹cych i regu-luj¹cych procesy metaboliczne komórek. Cyto-kininy przede wszystkim os³abiaj¹ aktywnoœæ i
Ryc. 6. Metaboliczne przemiany i po³¹czenia glikozydowe cytoki-nin w komórkach roœlin; (1) fos-forybozylotransferaza adenino-wa, (2) 5’-nukleotydaza, (3) ki-naza adeninowa, (4) nukleozy-daza adenozynowa, (5) fosfory-laza adeninowa, (6) O-glukozylo-transferaza, (7) 7(?)-glukozylo-transferaza, (8) b-glukozydaza (KAMINEK i wspó³aut. 1992, 1997).
Ryc 7. Wstêpny etap biodegradacji cytokinin adeninowych na przyk³adzie 2iP (RINALDI i COMANDINI 1999).
syntezê enzymów degraduj¹cych kwasy nukle-inowe (zw³aszcza rybo- i deoksyrybonukleaz) oraz proteaz rozk³adaj¹cych bia³ka, a tak¿e oksydaz, fosfataz i wielu innych. U roœlin wp³yw cytokinin na procesy metaboliczne kwasów nukleinowych i bia³ek jest znacznie silniejszy ni¿ auksyn i giberelin (NAJTO i wspó³aut. 1978, GWÓD i WONY 1983, SCHNEIDER i wspó³aut. 1983, TEYSSENDIER i wspó³aut. 1984, MILLER1985, SUTYi wspó³aut. 1993, GAUDINO i PIKAARD 1997, FRANK i SCHMÜLLING1999, RIOU-KHAMLICHIi wspó³aut. 1999).
Generalnie cytokininy hamuj¹ procesy oksydacyjne, zw³aszcza aktywnoœæ oksydaz i oksygenaz, zwi¹zanych z metabolizmem kwa-sów nukleinowych, bia³ek, lipidów i wêglowo-danów. Prócz tego os³abiaj¹ koñcowy etap utle-niania komórkowego zachodz¹cy w mitochon-driach, powoduj¹c miêdzy innymi zmniejsze-nie zu¿ycia tlenu (MILLER 1979, 1980; ROUSSAUX i wspó³aut. 1986; KAMINEK i wspó³aut. 1992).
Cytokininy przyœpieszaj¹ transport aktyw-ny metabolitów przez lipoproteinowe b³oaktyw-ny komórkowe, gdy¿ korzystnie oddzia³ywuj¹ na ich chemiczn¹ strukturê, powoduj¹c stymula-cjê syntezy i zwiêkszenie zawartoœci w nich muko- i fosfolipidów, muko- i fosfoprotein, fi-tosteroli, amin i cyklitoli, a tak¿e zwiêkszenie proporcji kwasów t³uszczowych nienasyco-nych do nasyconienasyco-nych. Powoduje to zwiêkszenie siê iloœci mikropor i aktywnoœci enzymów zwi¹zanych z aktywnym transportem, a w re-zultacie poprawia siê przepuszczalnoœæ b³on dla niezbêdnych dla ¿ycia komórki metaboli-tów (MILLER 1979; 1980, 1985; KAMINEK i wspó³aut. 1992; BRAULT i MALDINEY 1999; SHEEN 2002).
W rozwoju zarodkowym cytokininy pobu-dzaj¹ przekszta³canie proplastydów w plasty-dy, g³ównie chloroplasty. Cytokininy od-dzia³ywuj¹ tak¿e stymuluj¹co na intensywnoœæ procesu fotosyntezy poprzez aktywacjê wielu enzymów i metabolitów bior¹cych udzia³ w re-akcjach sk³adaj¹cych siê na fazê jasn¹ i ciemn¹. Pod ich wp³ywem wzrasta aktywnoœæ enzymu karboksylazy/oksygenazy rybulozo-1,5-difosfo-ranowej i innych enzymów katalizuj¹cych cykl Calvina, a tak¿e syntezê chlorofili i karoteno-idów, szczególnie karotenów i ksantofili ubo-gich w tlen. Równoczeœnie stymuluj¹ tworze-nie siê kompleksów chlorofilowo-bia³kowych tzw. receptorów fotosyntetycznych, poch³a-niaj¹cych energiê œwietln¹ oraz proces
foto-syntetycznej fosforylacji, w wyniku której po-wstaje ATP (JENNINGSi wspó³aut. 1972, NAJTOi wspó³aut. 1978, VOLFOVA i wspó³aut. 1979, DAVEY i VAN STADEN 1981, CANOVA 1982, WONY 1984, TEYSSENDIER i wspó³aut. 1985, MOORE 1989, JELIÈ i BOGDANOVIÈ 1990, KAMINEK i wspó³aut. 1992, BINNS 1994, CZERPAK i BAJGUZ 1997, GENKOV i wspó³aut. 1997).
W komórkach pod wp³ywem cytokinin nie tylko wzrasta ogólna pula metabolitów orga-nicznych, ale równie¿ znacznie zwiêksza siê iloœæ sk³adników mineralnych, wchodz¹cych w sk³ad struktur komórkowych, b¹dŸ uczest-nicz¹cych w metabolizmie. Efektem tego dzia³ania jest miêdzy innymi zwiêkszenie bio-potencja³u b³on komórkowych (SCHNEIDER i wspó³aut. 1983, LEGOCKA i wspó³aut. 1985, KAMINEKi wspó³aut. 1992, MOKi MOK2001).
Z kolei SAKAKIBARA i wspó³aut. (1998) w badaniach na kukurydzy oraz TUNi wspó³aut. (2001) w hodowli komórkowej rzodkiewnika, tytoniu i pietruszki, stosuj¹c du¿e stê¿enia rzê-du 1mM BA i zeatyny wykazali, ¿e cytokininy indukuj¹ szybki wzrost zawartoœci tlenku azo-tu (NO), akazo-tualnie uwa¿anego za wtórny prze-kaŸnik sygna³ów komórkowych powsta³ych miêdzy innymi pod dzia³aniem hormonów lub czynników stresowych.
Pod wp³ywem cytokinin nastêpuje przy-œpieszenie procesów regeneracyjnych komó-rek oraz wyd³u¿enie cyklu rozwojowego wielu roœlin, zw³aszcza glonów, a tak¿e zwiêkszenie objêtoœci komórek poprzez kumulacjê niektó-rych metabolitów i wzrost ich uwodnienia. Cy-tokininy wzmagaj¹ aktywnoœæ wielu enzymów zwi¹zanych z przebiegiem reakcji biochemicz-nych sk³adaj¹cych siê anabolizm, miêdzy inny-mi reduktazy azotanowej, fosfokinaz bia³ko-wych, a szczególnie kinazy histydynowo-aspa-raginianowej bezpoœrednio zwi¹zanej z mole-kularnym mechanizmem ich oddzia³ywania na genom komórkowy. W obrêbie komórek cyto-kininy inicjuj¹ kario- i cytokinezê w podziale mitotycznym, g³ownie poprzez stymulacjê bio-syntezy bia³ek niezbêdnych w tworzeniu siê wrzeciona kariokinetycznego i kondensacjê chromosomów w chromatynê (TEYSSENDEIRi wspó³aut. 1985, GAUDINOVA 1990, SUTY i wspó³aut. 1993, 1996, GAUDINO i PIKAARD 1997, FRANKi SCHMÜLLING1999, KOWALCZYKi JAKUBOWSKA 1999, RIOU-KHAMLICHI i wspó³aut. 1999, SHEEN 2002).
Cytokininy, wspólnie z auksynami przy wspó³udziale poliamin, reguluj¹ i kontroluj¹
ekspresjê wielu genów na poziomie transkryp-cji i translatranskryp-cji zwi¹zanych ze wzrostem i rozwo-jem roœlin, w kszta³towaniu procesów cyto-, hi-sto-, morfo- i organogenezy. Pod wp³ywem cy-tokinin nastêpuje aktywacja wielu procesów morfogenetycznych i fizjologicznych roœlin ta-kich jak: stymulacja kie³kowania nasion foto-blastycznych, skracanie spoczynku p¹ków, os³abienie dominacji wierzcho³kowej w pê-dach g³ównych na rzecz bocznych, indukowa-nie p¹ków przybyszowych i kwiatowych, sty-mulacja wzrostu, rozwoju i regeneracji tkanek: miêkiszowej, przewodz¹cej i skórki, przed³u¿e-nie okresu wegetacyjnego, zwiêkszeprzed³u¿e-nie sto-sunku objêtoœciowego pêdów nadziemnych do systemu korzeniowego, przyœpieszenie roz-woju kie³ków roœlinnych, kwiatów, owoców, nasion i p¹ków oraz aktywacja prawid³owego rozwoju woreczka zal¹¿kowego i tworzenia siê gamet roœlinnych (LETHAM 1963, SKOOG i ARMSTRONG1970, BORKOWSKA1976, LEWAKi SIÑSKA1978, ALONI1993, JANKIEWICZ1997).
Cytokininy odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê w uk³ad-ach symbiotycznych lub paso¿ytniczych miê-dzy bakteriami lub grzybami, np. z rodzaju Agrobacterium, Corynebacterium, Rhiso-bium, Phyllactynia, a roœlinami wy¿szymi. Zwiêkszaj¹ tolerancjê roœlin na stresy tempera-turowe i odpornoœæ na infekcjê patogenów (NAJTOi wspó³aut. 1978, MILLER1985, NIETOi FRANBERGER1990, KAMINEKi wspó³aut. 1992, CHENi wspó³aut. 1993, SUTYi wspó³aut. 1993, GAUDINO i PIKAARD 1997, SCHMÜLLING i wspó³aut. 1997, BRAULTi MALDINEY1999, MOK i wspó³aut. 2000).
Aktualnie istniej¹ dwie g³ówne hipotezy do-tycz¹ce aktywnoœci biologicznej cytokinin po-chodnych adeniny i mocznika. Wed³ug jednej z nich (BRUCE i wspó³aut. 1965, KUROSAKI i wspó³aut. 1981), z doœwiadczeñ wykonanych na liœciach i kalusie tytoniu z dodatkiem antycy-tokinin wynika, ¿e obie grupy cyantycy-tokinin, mimo istotnych ró¿nic w strukturze chemicznej wyka-zuj¹ ten sam mechanizm dzia³ania stymulacyj-nego. Prawdopodobnie maj¹ one powinowac-two do tych samych receptorów komórko-wych, gdy¿ obie grupy cytokinin maj¹ identycz-ne miejsce aktywidentycz-ne biologicznie w cz¹steczce, w formie fragmentu -HN-C-NH-. Równie¿ KLYACHKO i wspó³aut. (1987) w doœwiadcze-niach biochemicznych wykonanych na liœcie-niach dyni (Cucurbita pepo) wykazali, ¿e tidia-zuron i BA dzia³aj¹ tak samo stymuluj¹co na two-rzenie siê rybosomów i aktywnoœæ polimeraz RNA. Natomiast doœwiadczenia wykonane na
kulturze kalusa soi (Glycine max) przez THOMASA i KATTERMANA (1986) sugeruj¹, ¿e dzia³anie stymulacyjne cytokinin moczniko-wych ma charakter poœredni, gdy¿ mog¹ one pe³niæ rolê donora ³añcucha bocznego dla natu-ralnych cytokinin i w ten sposób aktywuj¹ syn-tezê purynowych cytokinin. Wydaje siê, ¿e ta hi-poteza jest najmniej prawdopodobna (I WA-MURAi wspó³aut. 1980; MOKi wspó³aut. 1982, 1987; MOKi MOK1985; CHANGi STEWART1998; RICCIi wspó³aut. 2001).
Równie¿ w odniesieniu do glonów, zw³asz-cza jednokomórkowych i kolonijnych cytoki-niny wykazuj¹ du¿¹ aktywnoœæ biologiczn¹ na ich wzrost, cykl rozwojowy i procesy fizjolo-giczno–metaboliczne (BENTLEY-MOWATi REID 1968, JENNIGSi wspó³aut. 1972, VANSTADENi BRECH 1973, AUGIER 1974, CZERPAK 1979, KENTZER i wspó³aut. 1980, ATANASIU i wspó³aut. 1982, CZERPAK i BAJGUZ 1997).
W ostatnich latach dziêki du¿ym postêpom badawczym w biologii molekularnej, w znacz-nym stopniu poznano kaskadê reakcji bioche-micznych zwi¹zanych bezpoœrednio z percep-cj¹ i transdukpercep-cj¹ sygna³ów hormonalnych w komórce. W transdukcji sygna³u cytokinino-wego zasadnicz¹ rolê spe³nia kinaza histydyno-wo-asparaginianowa i jej antagonista fosfataza, które poprzez fosforylacjê lub defosforylacjê odpowiednich domen bia³ek regulatorowych aktywuj¹ b¹dŸ hamuj¹ procesy transkrypcji i translacji zwi¹zane z syntez¹ bia³ek (BINNS 1994, HOBBIE i wspó³aut. 1994, BRAULT i MALDINEY 1999).
Wyniki badañ z ostatnich kilkunastu lat wskazuj¹, ¿e kontrola ekspresji wielu genów roœlinnych pod wp³ywem cytokinin odbywa siê g³ównie na poziomie transkrypcji i transla-cji. Jednak szlak transdukcji sygna³u cytokini-nowego w komórce roœlinnej nie jest dotych-czas ca³kowicie poznany. Wszystko wskazuje na to, ¿e cytokininy podobnie jak pozosta³e fi-tohormony oraz inne regulatory wzrostu i roz-woju roœlin, a tak¿e hormony i cytokiny zwier-zêce inicjuj¹ swój szlak transdukcji sygna³u poprzez zwi¹zanie siê ze specyficznymi dla nich receptorami komórkowymi (GAUDINO i PIKAARD 1997, BRAULT i MALDINEY 1999, KOWALCZYK i JAKUBOWSKA 1999, SHEEN 2002).
Badania nad bia³kami wi¹¿¹cymi cytokini-ny — CBP (ang. cytokinin binding protein) roz-poczêto ponad 30 lat temu (BERRIDGEi RALPH 1970), gdy po raz pierwszy zidentyfikowano je we frakcji rybosomowej. W nastêpnych latach
obecnoœæ bia³ek wi¹¿¹cych cytokininy wykaza-no u ró¿nych gatunków roœlin wy¿szych, glo-nów i bakterii. Bia³ka CBP o funkcji receptoro-wej wyizolowano z frakcji cytozoloreceptoro-wej, mikro-somalnej i b³on tylakoidów chloroplastowych. Maj¹ one powinowactwo do cytokinin i cha-rakteryzuj¹ siê w³aœciwoœciami specyficznego wi¹zania ich w kompleks, który ulegaj¹c kon-formacyjnym zmianom zainicjowuje transduk-cjê sygna³u hormonalnego w formie kaskady biochemicznych reakcji z udzia³em bia³ka G,
kalmoduliny i kationów wapnia, bêd¹cych w³aœciw¹ odpowiedzi¹ na dzia³anie hormonu. Dotychczas nie udowodniono, ¿e tylko bia³ka CBP pe³ni¹ wy³¹cznie rolê receptorów cytoki-ninowych i dlatego nadal prowadzone s¹ bada-nia nad innymi bia³kami o domniemanej funk-cji receptorów dla cytokinin (HOBBIE i wspó³aut. 1994, BRAULT i wspó³aut. 1997, SCHMÜLLING i wspó³aut. 1997, CHANG i STEWART 1998, RICCI i wspó³aut. 2001).
PODSUMOWANIE
Z dotychczasowych badañ wynika, ¿e cyto-kininy s¹ syntezowane g³ównie de novo z zasa-dy purynowej adeniny, jej nukleozydu — ade-nozyny, lub mononukleotydów AMP, ADP b¹dŸ ATP, do których przy azocie N6grupy ami-nowej przy³¹cza siê ³añcuch izopentenylowy, pochodz¹cy z przekszta³ceñ kwasu mewalono-wego. Szlak alternatywny wytwarzania cytoki-nin, który nie jest w pe³ni udokumentowany naukowo, polega na ich uwalnianiu podczas degradacji kwasów rybonukleinowych, g³ów-nie tRNA, a w mg³ów-niejszym stopniu mRNA i rRNA. Równie¿ nie mo¿na ca³kowicie wyklu-czyæ mo¿liwoœci powstawania cytokinin w trakcie oksydacyjno-hydrolitycznego rozpadu nie tylko tRNA, ale tak¿e DNA, zw³aszcza w wa-runkach stresowych, lub podczas neutralizacji szkodliwych grup funkcyjnych w niektórych nukleotydach.
W latach 70. ubieg³ego wieku zapocz¹tko-wano badania nad receptorami bia³kowymi, wi¹¿¹cymi roœlinne hormony, które w formie kompleksu zainicjowuj¹ mechanizm ich dzia³ania w obrêbie komórek. W komórkach roœlinnych obecnoœæ receptorów hormonal-nych stwierdzono w cytozolu, nukleoplazmie, plazmolemie, retikulum endoplazmatycznym, rybosomach, chloroplastach i mitochondriach.
Okaza³o siê, ¿e roœlinne bia³ka receptorowe, analogicznie do receptorów komórek zwierzê-cych (znacznie lepiej poznanych), wi¹¿¹ siê w sposób specyficzny i odwracalny ze swoistymi dlañ fitohormonami. Kompleks hormon–re-ceptor stanowi pierwsze ogniwo w ³añcuchu reakcji bezpoœrednio zwi¹zanych z transmisj¹ sygna³u hormonalnego. Zmiany konformacyj-ne bia³ka receptorowego, w wyniku po³¹cze-nia z hormonem uruchamiaj¹ kaskadê reakcji biochemicznych w komórce, które stanowi¹ w³aœciw¹ odpowiedŸ fizjologiczno–metabo-liczn¹ na ich dzia³anie.
W ostatnich latach dziêki nowym techni-kom genetyki molekularnej zaczêto coraz szczegó³owiej poznawaæ strukturê fizyko–che-miczn¹ receptorów fitohormonalnych, miêdzy innymi cytokinin — CBP, co w efekcie pozwo-li³o na dok³adne poznanie molekularnych me-chanizmów percepcji sygna³u hormonalnego, a tak¿e odkrycie nowych ogniw w szlaku jego transdukcji. Jednak¿e dotychczas nie dostar-czono przekonywuj¹cych dowodów bioche-miczno–fizjologicznych, ¿e bia³ka wi¹¿¹ce cy-tokininy w komórce roœlinnej (CBP), na pew-no, i wy³¹cznie tylko one spe³niaj¹ funkcjê re-ceptorów komórkowych.
CYTOKININS, THEIR STRUCTURE, METABOLISM AND BIOLOGICAL ACTIVITY
S u m m a r y Till now our knowledge of cytokinin metabolism
and biosynthesis as well as molecular mechanism of their action in plant cells is still very limited. Cytokinin biosynthesis in plants occurs mainly de novo from adenine, a nucleoside — adenosine or mononucleotide AMP by the addition of isopentenyl side chain coming from mevalonic acid to nitrogen N6 of amine group. An alternative indirect
biosynthesis pathways of cytokinins — incompletely proved in laboratory research — occurs via the hydro-lysis of tRNA, which appears to be the richest source of the constituent free mononucleotides of these plant hormones.
The possible role of cytokinin in the molecular mechanism of signal perception, transmission and transduction as well as activation of expression of
many genes, mainly involved in the cell cycle, as well as formation of meristematic tissues and the process
of photosynthesis have been studied during the last years and the main results are presented.
LITERATURA
AKIYOSHID. E., KLEE H., AMASINOR. M., NESTERE. W., GORDONM. P., 1984. T-DNA of Agrobacterium tu-mefaciens encodes an enzyme of cytokinin bio-synthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 5994–5998.
ALONIR., 1993. The role of cytokinins in oganised diffe-rentation of vascular tissue. Austr. J. Plant Physiol. 20, 4–15.
ATANASIUL., SPIRESCUI., POLESCUL., 1982. L’influence de la kinetine sur le croissance de l’algue Chlorella. Rev. Roum. Biol. 1, 17–22.
AUGIERH., 1974. Les phytohormones des algues. I. Etu-de Biochimique. Ann. Sci. Nat. Bot. 15, 1–64. BARCISZEWSKIJ., SIBOSKAG., CLARKB. F. C., RATTANS. I. S.,
2000. Cytokinin formation by oxidative metabo-lism. J. Plant Physiol. 158, 587–588.
BAROJA–FEMANDEZ E., AQUIRREOLEA J., MARTINKOZO H., HANUSJ., STRNADM., 2002. Aromatic cytokinins in
micropropagated potato plants. Plant Physiol. Bio-chem. 40, 217–224.
BENTLEY-MOWATJ. A., REIDS. M., 1968. Investigations of the radish leaf biomassay for kinetins and de-monstration of kinetin-like substances in algae. Ann. Bot. 32, 23–32.
BERRIDGEM.V., RALPHR. K., 1970. The binding of kine-tin to plant ribosomes. Biochem. J. 119, 75–84. BINNS A. N., 1994. Cytokinin accumulation and
ac-tion: biochemical, genetic and molecular appro-aches. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 45, 173–196.
BLACKWELLJ. R., HORGANR., 1994. Cytokinin biosynthe-sis by extracts of Zea mays. Phytochemistry 35, 339–342.
BORKOWSKAB., 1976. Cytokininy. Post. Biochem. 22, 197–209.
BORKOWSKAB., LITWIÑCZUKW., 1993. Activity of thidia-zuron in vitro shoot cultures of Prunus sp. and Morus alba. Biol. Plant. 35, 63–67.
BORZOBOHATYB., MOOREI., PALMEK., 1994. Cytokinin metabolism: implications for regulation of plant growth and developments. Plant Mol. Biol. 26, 1483–1497.
BRAULTM., MALDINEYR., 1999. Mechanism of cytokinin action. Plant Physiol. Biochem. 37, 403–412. BRAULT M., MALDINEY R., MIGINIAC E., 1997.
Cytoki-nin-binding proteins. Physiol. Plant. 100, 520–527.
BRUCEM., ZWARJ., KEFFORDN., 1965. Chemical
structu-re and plant kinin activity-the activity of ustructu-rea and tiourea derivatives. Life Sci. 4, 461–466. CANOVAJ., 1982. Cytokininy i fotosintiez. Priroda 35,
23–29.
CHANGC., STEWARTR. C., 1998. The two component sys-tem: regulation of diverse signaling pathways in prokaryotes and eukaryotes. Plant Physiol. 117, 723–731.
CHENC. M., 1997. Cytokinin biosynthesis and inter-conversions. Physiol. Plant. 101, 665–673. CHENC. M., JING., ANDERSENB. R., ERTLJ. R., 1993.
Mo-dulation of plant gene expression by cytokinins. Aust. J. Plant Physiol. 20, 609–619.
CHENC. M., MELITZD. K., 1979. Cytokinin biosynthesis
in a cell free system from cytokinin-autotrophic tobacco tissue cultures. FEBS Lett. 107, 15–20. CZERPAKR., 1979. Effect of some natural and artifical
growth regulators on the chemical composition of autotrophic microorganisms of the genera Ana-bena, Chlorella, Scenedesmus. Bull. Pol. Ac.: Biol. 27, 591–603.
CZERPAKR., BAJGUZA., 1997. Stimulatiory effect of au-xins and cytokinins on carotenes, with differen-tial effects on xathophylls in the green alga Chlo-rella pyrenoidosa Chick. Acta Soc. Bot. Pol. 66, 41–46.
DAVEYJ. E., VANSTADENJ., 1981. Cytokinins in spinach chloroplast. Ann. Bot. 48, 243–246.
ERNST D., SCHÄFERW., OESTERHELT D., 1983. Isolation and identification of a new, naturally occuring cytokinin (6-benzylaminopurine riboside) from an old anise cell culture (Pimpinella anisum L.). Planta 159, 222–225.
FRANKM., SCHMÜLLINGT., 1999. Cytokinin cycles cells. Trends Plant Sci. 4, 243–244.
GAUDINOR. J., PIKAARDC. S., 1997. Cytokinin induction of RNA polymerase transcription in Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem. 272, 6799–6804. GAUDINOVAA., 1990. The effect of cytokinin on nitrate
reductase activity. Biol. Plant. 32, 89–96. GENKOVT., TSANEVAP., IVANOVAI., 1997. Effect of
cytoki-nins on photosynthetic pigments and chlorophyl-lase activity in vitro cultures of axillery buds of Dianthus caryophyllus L. J. Plant Growth Regul. 16, 169–172.
GERHAUSERD., BOPPM., 1990. Cytokinin oxidases mos-ses metabolism of kinetin and benzyladenine in vitro. J. Plant Physiol. 135, 714–718.
GRAYJ., GELVIN S. B., MEILAN R., MORRIS R. O., 1996. Transfer RNA is the source of extracellular isopen-tenyladenine in a Tiplasmidless strain of Agro-bacterium tumefaciens. Plant Physiol. 110, 431–438.
GUERN J., PÉAND-LENOËL C. (red.), 1981. Metabolism
and Molecular Activities of Cytokinins. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York.
GWÓDE. A., WONYA., 1983. Cytokinin-controlled polirybosomes formation and protein synthesis in cucumber cotyledons. Physiol. Plant. 59, 103–110.
HEUTTEMANC. A., PREECEJ. E., 1993. Thidiazuron — a potent cytokinin for woody plant tissue culture. Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 33, 105–119. HOBBIEI., TIMPTEC., ESTELLEM., 1994. Molecular
HORGAN R., HEWETTE. W., HORGAN J. M., PURSE J. G., WAREINGP. F., 1975. A new cytokinin from Popu-lus robusta. Phytochemistry 14, 1005–1008. IWAMURA H., FUJITA T., KOYAMA S., KOSHIMIZU K.,
KUMAZAWAZ., 1980. Qantitative structure activity relationship of cytokinin active adenine and urea derivatives. Phytochemistry 19, 1309–1319. JANKIEWICZL. S., 1997. Regulatory wzrostu i rozwoju
roœlin. Tom 1. W³aœciwoœci i dzia³anie. PWN, War-szawa.
JELIÈG., BOGDANOVIÈM., 1990. The relationship betwe-en chlorophyll accumulation and betwe-endogbetwe-enous cy-tokinin in greening cotyledons of Pinus nigra Arn. Plant Sci. 71, 153–157.
JENNINGSR. C., BROUGHTONW. J., MACCOMBA. J., 1972.
Effect of kinetin on the phycoerythrion and chlo-rophyll content of red alga. Phytochemistry 11, 1937–1943.
JONESL. H., 1998. Metabolism of cytokinins by tissue
culture lines of oil palm (Elaeis quineesis Jacq.) producing normal and anormal flowering palms. J. Plant Growth Regul. 17, 205–214.
KAKIMOTO T., 2001. Identification of plant cytokinin biosynthetic enzymes as dimethylallyl diphospha-te: ATP/ADP isopentenyltransferases. Plant Cell Physiol. 42, 677–685.
KAMINEKM., MOKD. W. S., ZAIMALOVAE., 1992. Physio-logy and Biochemistry of Cytokinins in Plants. SPB Academic The Hague.
KAMINEKM., MOTYKAV. VAÑKOVAR., 1997. Regulation
of cytokinin content in plant cells. Physiol. Plant. 101, 689–700.
KENTZERT., SYNAKR., BURKIEWICZK., BANAŒA., 1980. Cy-tokinin-like activity in sea water and Fucus vesi-culosus L. Biol. Plant. 22, 218–225.
KING R. A., VAN STADEN J., 1990. The metabolism of N6(D2-isopentenyl) (3H)-adenine by different stem sections of Pisum sativum J. Plant Growth Regul. 9, 237–249.
KLYACHKON., SCHRAMMI., KUALEVAO. N., 1987. Effect of thidiazuron and cartolin on polysome formation and growth of pumpkin cotyledons. Fizjol. Rast. 34, 319–323.
KOWALCZYKS., JAKUBOWSKAA., 1999. Receptory etylenu, cytokinin i brassinosteroidów-transmembrano-wymi kinazami? Post. Biol. Kom. 26, 3–32. KUBOWICZ D., 1982. Wspó³czesne pogl¹dy na temat
roli cytokinin w translacji. Wiad. Bot. 26, 97–108. KUROSAKIF., TAKAHASIS., SHUDOK., OKAMOTOT., ISOGAI
Y., 1981. Sructural and biological links between urea and purine cytokinins. Chem. Pharm. Bull. 29, 3751–3753.
LEGOCKAJ., GWÓ¯DE. A., BRUSKAB., 1985. The effect of kinetin on the level of proteins and lipids in cu-cumber cotyledons (Cucumis sativus L.). Acta Phy-siol. Plant. 7, 85–93.
LEONARD N. J., HECHT S. M., SKOOG F., SCHMITZ R. Y., 1969. Cytokinins: synthesis, mass spectra and bio-logical activity of compounds related to zeatin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 63, 175–182.
LETHAMD. S., 1963. Zeatin, a factor inducing cell divi-sion isolated from Zea mays. Life Sci. 8, 569–573.
LETHAMD. S., PALNIL. M. S., 1983. The biosynhesis and metabolism of cytokinins. Ann. Rev. Plant Physiol. 34, 163–197.
LETHAMD. S., ZHANGR., 1989. Cytokinin translocation and metabolism in lupin species. Plant Sci. 64, 161–165.
LEWAKS., SIÑSKAI., 1978. Hormonalna regulacja mor-fogenezy. Wiad. Bot. 22, 3–15.
MATSUBARAS., 1980. Structure-activity relationships of cytokinins. Phytochemistry 19, 2239–2253. MCGAWB. A., BURCHL. R., 1995. Cytokinin Biosynthesis
and Metabolism. [W:] Plant Hormones Physio-logy, Biochemistry and Molecular Biology. DAVIES
P. J. (red). Kluwer Acad. Publ., Dordrecht-Bo-ston-London, 98–117.
MILLERC. O., 1979. Cytokinin inhibition of respiration by cells and mitochondria of soybean, Glycine max (L.) Merrill. Planta 146, 503–511.
MILLERC. O., 1980. Cytokinin inhibition of respiration in mitochondria from six plant species. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77, 4731–4735.
MILLERC. O., 1985. Possible regulatory roles of
cytoki-nins. Plant Physiol. 79, 908–910.
MILLERC. O., SKOOGF., OKUMURAF. S., VONSALTZAM. H., STRONGF. M., 1955. Structure and synthesis of ki-netin. J. Amer. Chem. Soc. 77, 2662–2673. MILLER C. O., SKOOGF., VONSALTZA M. H., STRONGM.,
1955a,b. Kinetin, a cell division factor from de-oxyribonucleic acid. J. Amer. Chem. Soc. 77, 1329–1334.
MITSUI S., WAKASUGI T., SUGIURA M., 1996. A cytoki-nin-binding complex from tobacco leaves. Plant Growth Regul. 18, 39–43.
MOKM. C., MARTINR. C., MOKD. W. S., 2000.
Cytoki-nins: biosynthesis, metabolism and perception. Vitro Cell Dev. Biol. Plant 36, 102–107.
MOK M. C., MOK D. W. S., 1985. The metabolism of (14C)-thidiazuron in callus tissues of Phaseolus lunatus. Physiol. Plant. 65, 427–432.
MOKM. C., MOKD. W.S., ARMSTRONGD. J., SHUDO K., ISOGAI Y., 1982. Cytokinins activity of N-phe-nyl-N-1,2,3-thiadiazol-5-yl-urea (thidiazuron). Phytochemistry 21, 1509–1511.
MOKM. C., MOKD. W.S., TURNERJ. E., MUJERC. V., 1987. Biological and biochemical effects of cytokinin ac-tive phenylurea derivaac-tives in tissue culture sys-tems. Hort Sci. 22, 1194–1197.
MOKD. W. S., MOKM. C., 2001. Cytokinin metabolism and action. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 52, 89–118.
MOORET. C., 1989. Cytokinesis. [W:] Biochemistry and physiology of plants hormones. MOORET. C. (red.). Springer-Verlag, Berlin-London-New York, 158– 195.
NAJTOK., TSUJIH., HATAKEYAMAI., 1978. Effect of benzyl-adenine on DNA, RNA, protein and chlorophyll contents in intact bean leaves: differential respon-ses to benzyladenine according to leaf age. Phy-siol. Plant. 43, 367–371.
NANDIS. K., LETHAMD. S., PALNIL. M. S., WONGO. C., SUMMONSR. E., 1989. 6-Benzylaminopurine and its glycosides as naturally occuring cytokinins. Plant Sci. 61, 189–196.
NIETOK. F., FRANKENBERGERW. T., 1990. Microbial pro-duction of cytokinins. [W:] Soil Biochemistry. t. 6. J. M. BOLLAG, G. STOTZKY, (red.). Marcel Dekker IWC, New York and Basel, 191–248.
NOODENL. D., LETHAMD. S., 1993. Cytokinin metabo-lism and signalling in the soybean plant. Aust. J. Plant Physiol. 20, 639–653.
PLAKIDOU-DYMOCKS., DYMOCKD., HOOLEYR., 1998. A
hi-gher plant seven-membrane receptor that influen-ces sensitivity to cytokinins. Curr. Biol. 8, 315–324.
RICCIA., CARRAA., TORELLIA., MAGGIALIC. A., MORINIG.,
BRANCAC., 2001. Cytokinin-like actvity of N,N’-di-phenylureas. Plant Sci. 160, 1055–1065.
RINALDIA. C., COMANDINIO., 1999. Cytokinin oxidase: new insight into enzyme properties. Trends Plant Sci., 4, 127–130.
RIOU-KHAMLICHIC., HUNTLEYR., JAQMARDA., MURRAYJ. A. H., 1999. Cytokinin activation of Arabidopsis cell division through a D-type cyclin. Science 283, 1541–1544.
ROGOZIÑSKAJ. H., 1969. Struktura a aktywnoœæ cytoki-nin. Post. Biochem. 15, 435–445.
ROUSSAUXJ., DIRENGREMELP., CHAUVEANLM., 1986. Inhi-bition of mitochondrial oxidations by adenine de-rivatives and auxin related cmpounds. J. Plant Physiol. 123, 55–67.
SAKAKIBARAH., SUZUKIM., TAKAIK., DEJIA., TANIGUCHI
M., 1998. A response regulator homologue possi-bly involved in nitrogen signal transduction me-diated by cytokinin in maize. Plant J. 14, 337–344. SCHMÜLLINGT., SCHÄFFERS., ROMANOVG., 1997. Cytoki-nins as regulators of gene expression. Physiol. Plant. 100, 505–519.
SCHNEIDERJ., GRUSZKAM., LEGOCKAJ., SZWEYKOWSKAA.,
1983. Role of cytokinins in development and me-tabolism of barley leaves. Biochem. Physiol. Pflan-zen. 178, 381–390.
SHEENJ., 2002. Phosphorelay and transcription con-trol in cytokinin signal transduction. Science 296, 1650–1652.
SKOOGF., ARMSTRONGD. J., 1970. Cytokinins. Ann. Rev. Plant Physiol. 21, 359–384.
SKOOGF., HAMZIH. Q., SZWEJKOWSKAA. M., LEONARDN. J., CARRAWAYK. L., FUJIIT., HELGESONJ. P., LOEPPKY
R. N., 1967. Cytokinins: structure, activity, rela-tionships. Phytochemistry 6, 1169–1192.
SPYCHA£AM., GWÓDE. A., SZWEYKOWSKAA., 1982. The role of RNA synthesis in the cytokinin – induced enhancement of protein synthesis in the protone-ma of Ceratodon purpureus. Acta Physiol. Plant. 4, 113–122.
STRNAD M., 1997. The aromatic cytokinins. Physiol. Plant. 101, 674–688.
SUTYL., MOUREAUXT., LEYDECKERM. T., TEYSSENDIERB., 1993. Cytokinin affects nitrate reductase expression trough the modulation of polyadeny-lation of the nitrate reductase mRNA transcript. Plant Sci. 90, 11–19.
TAKAHASHIS., SHUDOK., OKAMOTOT., YAMADAK., ISOGAI
Y. 1978. Cytokinin activity of N-phenyl-N’-(-4-py-ridyl) urea derivatives. Phytochemistry 17, 1201–1207.
TEYSSENDIERB., AXELOSM., PEAUD- LENOËLC., 1985.
Cyto-kinins modulate the expression of genes encoding the protein of the light harvesting chlorophyll a/b complex. Plant Mol. Biol. 5, 155–164.
TEYSSENDIERB., JONANNEAUJ. P., PEAUD-LENOËLC., 1984.
Incorporation of N6-benzyladenine into messen-ger poly(A)-RNA of tobacco cells incubated at sti-mulatory or cytostatic cytokinin concentration. Plant Physiol. 74, 669–674.
THOMASJ. C., KATTERMANF. R., 1986. Cytokinin activity induced by thidiazuron. Plant Physiol. 81, 681–683.
TUNN. N., HOLKA., SCHERERG. F. E., 2001. Rapid incre-ase of NO relincre-ase in plant cell cultures induced by cytokinin. FEBS Lett. 509, 174–176.
VAN STADEN J., BRECH C. M., 1973. Cytokinins in freshwater algal cultures. Plant Sci. Lett. 1, 325–330.
VANSTADENJ., DREWESF. E., 1992. The stability and me-tabolism of bezyladenine glucosides in soybean callus. J. Plant Physiol. 140, 92–95.
VOLFOVAA., CHVOJKAL., FRIEDRICHA., 1979. The effect of kinetin and auxin on the chloroplast structure and chlorophyll content in wheat coleoptiles. Biol. Plant. 20, 440–445.
WONYA., 1984. Rola cytokinin w ontogenezie plasty-dów. Post. Biol. Kom. 11, 137–186.
