Kas ir fitohroms?

Pigments ir viela, kas maina objekta krāsu, atstarojot dažus gaismas viļņus un selektīvi absorbējot dažus citus. Piemēram, iedomājieties, ka sarkanie, dzeltenie un zilie stari tiek spīdēti uz bumbu. Ja bumba atstaro zilu krāsu un absorbē visus pārējos gaismas viļņus, bumba novērotājam šķitīs zila. Fitohroms ir īpašs pigments ar divām formām, Pr un Pfr, kas absorbē attiecīgi sarkano gaismu un tālu sarkano gaismu, piešķirot zaļu vai zilu nokrāsu. Sarkanā gaisma un tālu sarkanā gaisma ir salīdzinoši zemas enerģijas un frekvences gaismas avoti, salīdzinot ar citiem gaismas viļņiem elektromagnētiskajā spektrā.

Fitohroms ir fotoreceptors jeb proteīns, kas uztver gaismu uz organisma un izraisa reakciju. Tam ir gan proteīna sastāvdaļa, gan hromofora sastāvdaļa, kas ir atbildīga par sarkanās gaismas absorbciju. Molekula sāk uzņemt sarkano gaismu Pr formā, kas izraisa fitohroma ķīmiskas izmaiņas, kļūstot par Pfr. Šis fitohroma Pfr stāvoklis ir aktīvais stāvoklis jeb stāvoklis, kas sāk reakcijas procesus augā un dod priekšroku tāli sarkanai gaismai.

Ziedošajos augos šī gaismas noteikšanas metode palīdz attīstīt fotoperiodismu jeb reakciju uz dienu un nakti. Augi var arī izmantot fitohromu, lai mainītu lapu formu un izmēru un sāktu hloroplastu sintēzi. Tas nodrošina, ka fotosintēze var optimāli izmantot pieejamo gaismu. Ir svarīgi arī uzraudzīt gaismu, lai sēklas varētu veiksmīgi augt, neizžūstot un nesaņemot pārāk maz saules.

Fitohroma atklāšana sākās ar fotoperiodisma novērošanu augos. Zinātnieki sāka pamanīt, ka augi atšķirīgi reaģē uz dienu un nakti; daži augi mainīja procesus ilgākām dienām, daži deva priekšroku ziedēšanai īsākos dienas periodos, un daži pārtrauca ziedēšanu, ja naktī tie tika pakļauti gaismai pat dažas minūtes. Trīsdesmitajos gados Beltsvilas lauksaimniecības pētījumu centrā botāniķis Stērlings Hendriks, fizioloģe Mariona Pārkere un ķīmiķis Harijs Bortviks sadarbojās, lai izpētītu šo fenomenu.

1948. gadā spektrogrāfu testi norādīja, ka viens pigments ir atbildīgs par fotoperiodu. 1952. gadā testi atklāja, ka dīgtspēja tika apturēta, kad augs tika pakļauts tālu sarkanai gaismai, un atsākta, kad tas tika pakļauts sarkanai gaismai. 1959. gadā komanda veica pārliecinošus rāceņu sēklu testus un nosauca pigmentu par fitohromu.