Cytokinine

Cytokinine oder Zytokinine sind eine Gruppe von Pflanzenhormonen mit multipler Wirkung auf Wachstum und Entwicklung von höheren Pflanzen. Als Phytohormone sind die Cytokinine ubiquitär (überall) in höheren Pflanzen verbreitet, befinden sich aber auch in tierischen Geweben sowie in Bakterien, Pilzen und Algen. Cytokinine liegen im pflanzlichen Gewebe in freier Form oder gebunden in spezifischen t-Ribonukleinsäuren (tRNA) vor. Die Konzentration an Cytokininen im Pflanzengewebe ist äußerst niedrig und vom Pflanzenorgan und dessen Entwicklungsstand abhängig.

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  Die wichtigsten natürlichen Cytokinine sind cis- und trans-Zeatin, Zeatinribosid und - ribotid, Dihydrozeatin und Isopentenyladenin, des weiteren Derivate des Adenins mit einer isoprenoiden C5-Seitenkette (R) am exozyklischen Stickstoffatom N6.

Zeatin wurde als erstes natürliches Cytokinin aus unreifen Maiskörnern isoliert und ist in höheren Pflanzen weitverbreitet. Neben diesem basischen Cytokinin kommen in Pflanzen auch entsprechende Ribonukleoside (9-Riboside) und Ribonukleotide (9-Ribosid-5´-monophosphate) sowie N-7- oder N-9- sowie O-4-Glucoside vor.

Von den synthetischen Cytokininen, den so genannten organischen Verbindungen mit Cytokininaktivität, sind besonders Kinetin (6-Furfurylaminopurin) und Benzylaminoadenin sowie einige N,N-Diphenylharnstoffderivate von Bedeutung, z. B. Kinetin in der Phytohormonforschung als Modellsubstanz.

Die Biosynthese der natürlichen Cytokinine ist eng mit dem RNA-Stoffwechsel verbunden und erfolgt entweder de novo aus niedermolekularen Verbindungen über den Purinring oder durch Freisetzung von Cytokininen durch den Abbau von Cytokininhaltiger t-RNA. Hauptbiosyntheseort sind die Wurzelspitze sowie junge Früchte und Samen. Der Transport erfolgt im Xylem (Leitgewebe).

Cytokinine haben ein breites Wirkungsspektrum, das sich mit dem anderer Phytohormone überlappt. Charakteristisch sind unter anderem die Stimulierung der Cytokinese (Zellteilung, Mitose) in Kallusgeweben und die Förderung des Streckungswachtums der Pflanze.

Cytokinine regulieren in enger Wechselwirkung mit anderen Phytohormonen, vor allem den Auxinen und Abszisinsäure, und bestimmten Umweltfaktoren z. B. Licht vielfältige pflanzliche Wachstums- und Differenzierungsprozesse. Dazu gehört auch die Verzögerung des Alterungsprozesses bei Pflanzen.

Synthese

Es ist gegenwärtig nicht klar, wie Pflanzen ihre Cytokinine produzieren. Eine Hypothese von Mark Holland besagt, das Pflanzen dazu Bakterien nutzen (Methylobakterien)

Siehe auch

Seneszenz bei Pflanzen