Es werde Licht

Es ist dunkel. Eine Welt aus Erde.

Etwas bewegt sich.

Ein winziger Samen!

Vielleicht rund und runzlig1.

Eine Wurzel ragt hinab, durstig,

begierig zu erkunden.

Der junge Spross2 wächst nach oben, länger und länger,

mit einer Kraft, die an eine Klapperschlange erinnert, die sich verteidigt.

Oben entsteht ein Apikalhaken3,

ein Schutz gegen die große, raue terrestrische Natur.

Im Inneren des Apikalhakens befinden sich zwei (oder ein) junge(s) Blättchen4,

klein, blass5 und zart,

wie gefaltete Hände, die das Kommende halten6.

 

Suchend!

Suchend nach Licht!

Ein Spalt bricht in der Erde auf.

Es werde Licht7!

Unzählige Moleküle8 sehen plötzlich -

sie ändern ihre Formen,

sie berühren andere Moleküle,

die anderen Moleküle berühren andere.

Eine Melodie, oder ein Lied,

verborgen im Durcheinander vieler zufälliger Begegnungen9.

Einige genetische Codes werden aktiviert10,

einige Proteine werden hergestellt11,

einige Reaktionen beginnen.

Plötzlich leuchtet die Pflanze grün12.

Winzige Solarpaneele entstehen innerhalb der Zellen -

voller Schläuche und Speichertanks13.

Die schlaksige Gestalt wird durch eine kräftige Silhouette ersetzt14.

Der Apikalhaken entfaltet sich, und die Blättchen dehnen sich aus -

wie Vogelflügel, die sich in der Sonne strecken und flattern.

Hier sind wir, ein winziger Keimling!

Bereit für ein ganzes Leben vor uns.

  1. Spezifische Merkmale einer Pflanze werden als "Eigenschaften" bezeichnet, und Eigenschaften haben genetische Grundlagen, die den Vererbungsgesetzen folgen (siehe die Experimente von Gregor Mendel).
  2. Hypokotyl
  3. Apikalhaken
  4. Kotyledonen
  5. Kotyledonen sammeln Pchlide (Vorläufer des Chlorophylls mit gelblicher Farbe) im Dunkeln.
  6. Sprossapikalmeristem
  7. Wie Pflanzen ihre Entwicklung als Reaktion auf Licht verändern, wird als "Photomorphogenese" bezeichnet. Ein Film von Roger P. Hangarter ist eine ausgezeichnete Veranschaulichung davon.
  8. Fotorezeptorproteine
  9. Eine Zelle ist in Bezug auf die Anzahl der darin enthaltenen Moleküle eine überfüllte Umgebung. Proteine stoßen oft zufällig aufeinander (siehe Abbildung unten von David S. Goodsell). Aber viele Proteine haben Wechselwirkungen mit spezifischen Partnern, die bestimmte biologische Effekte erzeugen.

10. Ein Prozess namens Transkription

11. Ein Prozess namens Translation

12. Bei Angiospermen ist die Umwandlung von Pchlide in Chlorophyll (mit grüner Farbe) strikt vom Licht abhängig. Eines der Proteine, das die Grünfärbung stromaufwärts kontrolliert, ist der Transkriptionsfaktor Golden2-like (GLK).

13. Chloroplasten sind zelluläre Organellen, die Licht zur vollständigen Entwicklung benötigen. Sie enthalten Strukturen wie Thylakoide (ein strukturiertes Membransystem) und Stärkekörner (als Speicher).

14.Ein Typ von Protein, das die Streckung des Hypokotyls kontrolliert, ist Expansin.

 

Planter’s Punch

Unter der Rubrik Planter’s Punch wird jeden Monat ein bestimmter Aspekt des CEPLAS-Forschungsprogramms vorgestellt. Alle Beiträge werden von Mitgliedern der Graduiertenschule und des Postdoc-Programms erstellt.

Über den Autor

Pengxin Yu ist Doktorand in der Arbeitsgruppe von Ute Höcker am Institut für Pflanzenwissenschaften (UoC). Seine Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung von Transkriptionsfaktorproteinen, die an der Produktion von Chlorophyll in Pflanzen beteiligt sind. Bevor er CEPLAS beitrat, absolvierte er seinen Bachelor-Abschluss in der Gruppe von Luke Mackinder an der University of York im Vereinigten Königreich, wo er zur Montage eines karboxysomenbasierten Kohlenstoffkonzentrierungsmechanismus in Pflanzen beitrug.

Zum Nachlesen

Kreiss, M., Haas, F.B., Hansen, M., Rensing, S.A., Hoecker, U., Co‐action of COP1, SPA and cryptochrome in light signal transduction and photomorphogenesis of the moss Physcomitrium patens. The Plant  Journal, 114 (1), 159-175 (2023) doi.org/10.1111/tpj.16128

Hernández-Verdeja, T., Lundgren, M.R. GOLDEN2-LIKE transcription factors: A golden ticket to improve crops? Plants, People, Planet, 6  (1), 79-93 (2024) doi.org/10.1002/ppp3.10412