Phytochrome (피토크롬)

 

'Rubisco (루비스코) https://infos.tistory.com/7510' 엽록소'는 빛을 받아들이는 역할, Rubisco는 당분으로 전환한다. 웃자람은 엽록소 밀도는 낮고 광수용(LHCI) 밀도는 증가, 부족한 Rubisco는 빛 에너지(e^-, ATP(ADP+인산), NADPH 등)를 다 처리 못함. 루비스코에 의해 당분으로 바뀌지 못한 넘치는 고에너지 전자(e^-)는 엽록체 내부의 산소와 만나서 활성산소(ROS)를 만든다. 활성산소는 얇아진 큐티클과 연약한 세포벽을 안쪽에서부터 공격하여 파괴합니다. 잎 끝이 타거나 노랗게 뜨는 현상의 내부적 원인이다.

 

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'Phytochrome (피토크롬) https://infos.tistory.com/7517' 충분한 적색광(R)을 받으면 생성되며, 줄기 신장을 억제하고 잎과 광합성 기관(루비스코 등) 발달을 촉진. 그늘이 져서 P_{fr} 농도가 떨어지면, 평소 P_{fr}에 의해 억제되고 있던 PIF(Phytochrome-Interacting Factors)전사 인자들이 풀려난다. PIF가 활성화로, 옥신(Auxin) 합성 증가로 세포벽 느슨화되고 수분을 흡수해 세포 크기를 키운다. 질소 사용을 단백질 합성보다 줄기 세포를 만드는데 사용한다.

 

광수용체인 피토크롬(Phytochrome)이라는 단백질.

Red / Far-Red 비율 (R/FR$ ratio)
식물은 빛의 세기(양)보다 빛의 파장 비율(질)을 보고 주변 상황을 판단한다.
정상 일광: 적색광(R, ~660nm)과 원적색광(FR, ~730nm)의 비율이 약 1:1이다.
그늘(숲 속): 주변 식물의 잎들이 광합성을 위해 R 파장은 흡수하고 FR 파장은 반사/투과시킨다. 따라서 그늘진 곳은 R/FR 비율이 급격히 낮아진다.

P_{fr}(활성형): 충분한 적색광(R)을 받으면 생성되며, 줄기 신장을 억제하고 잎과 광합성 기관(루비스코 등) 발달을 촉진한다.
P_r(비활성형): 원적색광(FR)이 많아지면 P_{fr}이 P_r로 변한다.
그늘이 져서 P_{fr} 농도가 떨어지면, 평소 P_{fr}에 의해 억제되고 있던 PIF(Phytochrome-Interacting Factors)라는 전사 인자들이 풀려나게 된다.

PIF가 활성화되면 식물 내부에서는 다음과 같은 연쇄적인 기계적 반응이 일어난다.
옥신(Auxin) 합성 증가: PIF는 줄기 끝에서 옥신 합성을 유도하는 유전자를 켠다.
세포벽 느슨화: 옥신이 줄기 세포로 이동하여 세포벽을 느슨하게 만들고, 수분을 흡수해 세포 크기를 빠르게 키운다(신장).
자원 재배분: 루비스코 같은 질소 집약적 단백질 합성을 중단하고, 그 질소와 에너지를 줄기 세포를 만드는 데 집중 투입한다.