Giberelin adalah fitohormon diproduksi di daerah apikal, buah-buahan dan biji-bijian. Fungsi utamanya adalah gangguan periode dormansi benih, membuatnya berkecambah, induksi perkembangan tunas, buah-buahan dan pengaturan pertumbuhan longitudinal batang serta perpanjangan organ aksial: tangkai, dll. Kerjanya dianggap berlawanan dengan hormon tumbuhan lain, asam absisat.
Giberelin adalah hormon tumbuhan yang mengatur berbagai proses perkembangan, termasuk pemanjangan batang, perkecambahan, dormansi, pembungaan, pengembangan bunga, dan penuaan daun dan buah. Giberelin adalah salah satu kelas hormon tumbuhan yang paling lama dikenal. Diperkirakan bahwa pemuliaan selektif (meskipun tidak sadar) dari strain tanaman yang kurang dalam sintesis Giberelin adalah salah satu pendorong utama “revolusi hijau” pada tahun 1960-an, revolusi yang dikreditkan telah menyelamatkan lebih dari satu miliar hidup di seluruh dunia.
Fungsi
Giberelin terlibat dalam proses alami dormansi dan aspek perkecambahan lainnya. Sebelum peralatan fotosintesis berkembang cukup di tahap awal perkecambahan, cadangan energi yang tersimpan dari pati memelihara benih. Biasanya dalam perkecambahan, pemecahan pati menjadi glukosa dalam endosperma dimulai tidak lama setelah biji terkena air.
Giberelin dalam embrio biji dipercaya menandakan hidrolisis pati melalui induksi sintesis enzim α-amilase dalam sel-sel aleuron. Dalam model untuk produksi α-amilase yang diinduksi giberelin, ditunjukkan bahwa gibberelin (dilambangkan oleh GA) yang diproduksi di scutellum berdifusi ke sel-sel aleuron, di mana mereka merangsang sekresi α-amilase.
α-Amilase kemudian menghidrolisis pati, yang berlimpah dalam banyak biji, menjadi glukosa yang dapat digunakan dalam respirasi sel untuk menghasilkan energi bagi embrio benih. Studi-studi tentang proses ini telah mengindikasikan giberelin menyebabkan tingkat transkripsi gen yang lebih tinggi untuk enzim α-amilase, untuk merangsang sintesis α-amilase.
Giberelin diproduksi dalam massa yang lebih besar ketika tumbuhan terkena suhu dingin. Giberelin menstimulasi pemanjangan sel, memecah dan menumbuhkan, buah tanpa biji, dan perkecambahan biji. Giberelin melakukan yang terakhir dengan memecahkan dormansi benih dan bertindak sebagai pembawa pesan kimia. Hormonnya berikatan dengan reseptor, dan kalsium mengaktifkan protein kalmodulin, dan kompleks berikatan dengan DNA, menghasilkan enzim untuk merangsang pertumbuhan embrio.
Efek fisiologis
Merangsang pertumbuhan batang tumbuhan dengan merangsang pembelahan dan pemanjangan sel, mengatur transisi dari fase remaja ke fase dewasa, mempengaruhi inisiasi bunga, dan pembentukan bunga berkelamin tunggal pada beberapa spesies; mereka mempromosikan pembentukan dan pertumbuhan buah, dalam kasus di mana auksin tidak meningkatkan pertumbuhan, mereka mempromosikan perkecambahan biji (kerusakan tidur) dan produksi enzim hidrolitik selama perkecambahan.
Mode tindakan
Giberelin aktif dan menghasilkan respons pada konsentrasi yang sangat rendah. Harus ada mekanisme yang efektif untuk persepsi dan transduksi sinyal agar respons terjadi. Giberelin meningkatkan pembelahan sel dan perpanjangan. Giberelin mendorong pertumbuhan melalui perubahan distribusi kalsium dalam jaringan. Giberelin mengaktifkan gen yang mensintesis mRNA, yang mendukung sintesis enzim hidrolitik, seperti α-amilase, yang membuka pati menjadi gula, sehingga memberikan makanan bagi organisme tanaman, dan karenanya, menambah panjangnya.
Perpanjangan batang
Ada perbedaan sehubungan dengan proses yang disebabkan oleh auksin: ekspansi oleh potensi osmotik. Waktu yang diperlukan untuk mendapatkan jawaban berbeda: auksin (setelah 10-15 menit aplikasi Anda), GAS (2 atau 3 setelah aplikasi Anda). Efek auksin dan giberelin dalam proses ini bersifat aditif. GAS mengatur siklus sel dalam meristem interkalar, pemanjangan sel dan kemudian pembelahan sel terjadi, efek ini dimediasi oleh protein kinase yang bergantung pada cyclin. Dalam pertumbuhan batang ada gen yang mengkode protein transduser sinyal.
Mobilisasi zat cadangan dalam endosperma benih
Produksi enzim hidrolitik selama perkecambahan. Alfa-amilase disintesis dalam lapisan aleuron dan sintesisnya diinduksi oleh GAS. Tidak ada reseptor yang telah diisolasi, tetapi diyakini bahwa reseptor GA berada di permukaan luar membran plasma sel-sel lapisan aleuron ini. Setelah persepsi, ada langkah pertama dalam transduksi yang melibatkan protein G heterotrimerik, yang mengikat GTP dan dapat mengaktifkan messenger kedua. Selanjutnya, dua rute dibedakan:
a) Rute bergantung Ca ++, pada akhirnya, menghasilkan sekresi alfa-amilase. Setelah menambahkan GAs ke media, jumlah Ca ++ meningkat dalam sitosol, sekresi alfa-amilase diinduksi oleh vesikel aparat Golgi. Dalam proses ketergantungan Ca ++ ini, protein kinase dapat berpartisipasi.
b) jalur Ca ++ independen: ekspresi gen alfa-amilase diinduksi. Setelah aktivasi protein G, messenger sekunder seperti GHPc, dan kemudian messenger sekunder yang menonaktifkan represor GAI. Beberapa gen ini, pada gilirannya, merupakan penyandi faktor transkripsional yang, selanjutnya, memungkinkan ekspresi gen respons sekunder terhadap GAS, di antaranya adalah alpha-amylase.