Auxin (옥신)

 

'해조류 https://infos.tistory.com/7516' 해조류는 광합성을 통해 얻은 에너지를 바탕으로 질소 화합물을 대사하여 시토키닌과 옥신을 만들어낸다. 이는 해조류가 파도에 찢겨도 빠르게 재생하고, 빛을 향해 자라게 하는 핵심 동력이다. 주로 해조류의 생장점(줄기 끝, 뿌리 끝)과 어린 조직에 고농도로 농축되어 있다.

 

옥신(Auxin)의 작용: 세포벽을 느슨하게 만들어 세포가 물을 흡수해 길쭉하게 늘어나게 한다. 특히 뿌리 쪽으로 이동하여 새로운 잔뿌리를 만드는 유전자를 깨운다.

뿌리 세포의 세포벽을 유연하게 만들어 세포가 길어지게 하고, 곁뿌리 형성에 관여하는 유전자를 깨운다.

 

빛이 부족한 상황에서는 옥신과 지베렐린만 높고 시토키닌이 부족하다.
옥신과 지베렐린만 높고 시토키닌이 부족하면 식물은 '세포 분열'보다는 '세포 팽창(신장)'에만 치우치게 된다.
시토키닌이 공급되어 옥신과 균형을 이뤄야 한다. 이 균형이 맞아야만 단순히 세포가 길어지는 것이 아니라, 세포 숫자가 늘어나는 실질적인 성장이 일어난다.

 

옥신의 작용 (세포벽 산성화): 옥신은 세포벽을 느슨하게 만드는 '익스팬신(Expansin)' 단백질을 활성화한다. 세포벽이 말랑해지면 세포 안의 수압(팽압)에 의해 세포가 길쭉하게 늘어난다.
지베렐린의 작용 (골격 조절): 지베렐린은 세포 내부의 골격(미세소관)을 재배치하여 세포가 특정 방향으로 더 잘 늘어나도록 돕는다.
결과: 세포의 개수는 그대로인데 크기만 커지는 현상이 발생한다. 이것이 바로 겨울철 빛이 부족할 때 마늘 잎이 힘없이 길게만 자라는 '웃자람(도장)'의 핵심 원인이다.

 

 

옥신은 세포 분열이 가장 활발한 곳에서 합성된다. 마늘의 경우, 생장점 부근의 신엽과 줄기 끝(정단분열조직)이 옥신의 거대한 '발전소' 역할을 한다.
뿌리 세포가 길어지는(팽창하는) 과정은 옥신에 의해 철저히 통제된다. 옥신이 뿌리에 도달하면 세포막의 수소이온 펌프를 가동해 세포벽을 산성으로 만든다. 산성 환경이 되면 세포벽을 단단하게 묶고 있던 결합들이 느슨해잔다. '압력(팽압)'이 작용하여 세포가 길쭉하게 늘어난다. 옥신이 없으면 세포벽이 딱딱한 상태를 유지하여, 내부 압력(팽압)이 있어도 세포가 늘어나지 못한다.

줄기는 고농도에서 잘 자라지만, 뿌리는 아주 낮은 농도에서 성장이 촉진된다. 고농도의 옥신은 식물체 내에서 에틸렌이라는 기체 호르몬의 합성을 촉진한다. 에틸렌은 세포가 세로로 길어지는 것을 막고, 대신 옆으로 뚱뚱해지게 만들거나 성장을 완전히 멈추게 한다. 고농도 옥신은 뿌리를 길게 뻗게 하는 대신, 뿌리를 짧고 굵게 만들거나 비정상적인 잔뿌리만 무수히 만들어서 전체적인 전진 성장을 방해한다. 뿌리가 깊게 내려가지 못하고 지표면 근처에서 뭉치거나 멈춰버린다.