Deze aantekeningen zijn waardevol voor studenten die zich willen voorbereiden op hoor- en werkcolleges, of op het tentamen van Plantenfysiologie en -ontwikkeling gegeven aan de UU. Elk college is duidelijk gestructureerd en bovenaan elke pagina staat vermeld over welk hoorcollege het gaat. De aante...
INTRODUCTIE PLANTENFYSIOLOGIE Plantenfysiologie en -ontwikkeling
SEMESTER 1 | ACADEMIC YEAR 2023-2024 |DR. MARCEL PROVENIERS
INTRODUCTIE
● Plant Physiology and Development, 6th/7th edition
○ behandelen voornamelijk Growth and Development
● opbouw van de cursus
○ hoorcolleges + werkcolleges + recente ontwikkelingen
⁕ aanwezigheid niet verplicht
○ essay, peer-review
⁕ zelfstudie
○ paper presentatie + discussie
⁕ aanwezigheid verplicht
○ recente review artikelen
● toetsing
○ schriftelijke tentamens 60%
⁕ deeltoets 1 hc 1 t/m 7 + wc
⁕ deeltoets 2 alle hc, wc nadruk op 8-15
○ essay, peer-review 30% (20% + 10%)
○ presentatie + discussie 10%
○ elk onderdeel minimaal 5, eindcijfer minimaal 5,5
● leerdoelen per onderwerp
○ zie PowerPoints + samenvatting in het boek
SCHRIJFOPDRACHT NEWS & VIEWS
● News & Views artikelen
○ doel: niet-expert lezers informeren over nieuwe
wetenschappelijke ontwikkelingen
○ 1200 woorden
○ plaatsen het beschreven onderzoek in een bredere
(maatschappelijke) context
● schrijfhulp
○ De Biologie Schrijfwijzer
○ voorbeeld N&V-artikel op BlackBoard
● plantenfysiologie en -ontwikkeling
○ 1 artikel per groep van 2
○ maatschappelijke relevantie van het in het
wetenschappelijk beschreven onderzoek
○ workflow van het onderzoek
○ belangrijkste resultaten van het onderzoek
○ toekomstperspectief toelichten
○ uitleg van een in het onderzoek toegepaste methode of
techniek (keuze door docenten) in begrijpelijke taal
uitleggen in een informatiebox
○ zie PowerPoint voor onderdelen van het artikel
○ Engels of Nederlands
● deadlines
○ 1e complete versie 04/10
○ peer-reviews 11/10
○ definitieve versie 18/10
1
, LECTURE 1: Signals and signal transduction Plantenfysiologie en -ontwikkeling
● understand and reproduce how plants detect, process, and ● duur en oorzaak van responsen
interpret information from the environment ○ < 1 uur
● understand the basic principles of signal transduction ○ > 1 uur verandering in genexpressie
mechanisms, in particular the concepts of response specificity, ○ langer epigenetische modificaties; geassocieerd met
signal amplitude and duration, signal integration and DNA maar niet doorgegeven naar 2e generatie
intracellular location
● differentiate between different types of signals used by plants,
identify different types of signaling molecules, identify types of cell versus non-cell autonomous
receptors, their molecular composition, and the differences
among them
● cel-autonome respons: cel die de stimulus waarneemt, is de
cel die de respons vertoont
● niet-cel-autonome respons: respons vindt in een andere (type)
INTEGRATION OF EXTERNAL CUES AND ENDOGENOUS SIGNALS cel plaats dan de cellen die het signaal hebben waargenomen
○ over korte of lange afstand (e.g. auxine)
● uiteindelijke punt van integratie van signalen is op de
groeipunten van de plant
○ meristemen (stamcellen) in scheut apicale meristeem en SIGNAL PERCEPTION AND AMPLIFICATION
het tipje van de wortel en zij-organen
● signaal moet worden gestopt → signalering mechanisme kan
opnieuw worden gebruikt
○ negatieve feedback via respons/signaaltransductie route
● plant receptors can be of
○ bacterial origin
⁕ two-component system-derived
⚘ betrokken bij cytokinin, ethyleen
⁕ photolyase-derived
⚘ blauwlichtreceptoren (cryptochromen)
○ animal-, fungi-related
TEMPORAL AND SPATIAL EFFECTS OF SIGNALING ⁕ F-box protein-related
⁕ receptor kinases
● timing of plant responses to the environment ranges from very ● primary locations of plant hormone receptors and
rapid (Kruidje-roer-me-niet) to extremely slow (jaarringen) mechanosensitive receptors (MscS) in the cell;
○ heliotropisme: planten die overdag de bloemen/bladeren ○ brassinosteroid; plasmamembraan
met de zon van oost naar west meedraaien → bloemen ○ ethyleen; kan over membraan bewegen → in de cel (ER)
worden warmer → trekken meer bestuivers aan ○ cytokinin; intracellulair (ER)
● vernalization: control of flowering by winter temperature ○ auxin / gibberellin / jasmonzuur; in celkern
○ is the induction of a plant's flowering process by exposure ○ MscS: in chloroplast en plasmamembraan
to the prolonged cold of winter
○ koude stimulus kan effect hebben jaren nadat de plant
deze stimulus heeft waargenomen
2
, LECTURE 1: Signals and signal transduction Plantenfysiologie en -ontwikkeling
● acid growth hypothesis explains the expansion of cells
○ signaal → transport van protonen (H+) van cytoplasma
naar celwand en buiten → omgeving wordt zuurder en
cytoplasma basischer → expansines (enzymen) maken
microfibrillen (onderling verbonden door polysachariden)
losser van elkaar → celwand is minder rigide en rekt uit →
cel wordt groter/groeit vanwege turgor
● signal relay and amplification; 2 major pathways
1. Ca2+-fluxes
○ calcium ions, pH and ROS function as 2nd messengers that
● lipid signaling molecules act as 2nd messengers
amplify signals
○ sommige signaleringsmechanismen gebruiken afbraak-
⁕ cytoplasma pH 7.0-7.5
producten bouwstenen plasmamembraan (fosfolipiden)
⁕ celwand pH 5.0-5.5
⁕ pH heeft invloed op groeirespons
○ stimulus → veel Ca2+ getransporteer naar cytoplasma
gene expression in eukaryotes
(vanuit vacuole/buiten) → bindt aan eiwitten →
conformatieverandering eiwitten → geactiveerd
○ Ca2+-permeable channels ● chromatin (DNA en eiwit complex) remodeling: packaging of
⁕ glutamate-like receptors DNA in a metaphase chromosome
⁕ cyclic nucleotide-gated channels ○ nucleosoom bestaat uit 4 histonen met DNA (strak/los)
○ ROS production; NADPH oxidase (RBOH) gewonden → transcriptiefactoren kunnen erbij als het los
⁕ vormt vrije zuurstofradicalen die ook een (euchromatine) is → verandering genexpressie
signaleringsfunctie hebben ○ histonstaart bepaalt of DNA los of strak wordt gewonden;
2. phosphorelay: eiwitten (de)fosforyleren (e.g. MAPK) er kunnen modificaties aan de histonstaart plaatsvinden
○ fosforylatie → conformatieverandering → andere functie ⁕ acetylgroep → losse ontwikkeling DNA
○ signaalamplificatie: 1 kinase (in)activeert meer eiwitten ⁕ methylgroep → strakke ontwikkeling DNA
○ mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways ○ vernalisatie: control of flowering by winter temperature
amplify signals (MAP4K → MAPK) ⁕ vóór kou zijn histonstaarten geacetyleerd →
⁕ MAP3K activeert MAP2K door het te fosforyleren FLOWERING LOCUS C (FLC) is toegankelijk → gen komt
tot expressie; eiwit is bloeiremmer
⁕ o.i.v. kou zijn in de winter histonstaarten gemethyleerd
→ ontoegankelijke FLC, geen broeiremmer →
activator wordt gevormd als dagen langer worden →
bloei
● post-transcriptional regulation (micro-RNA)
○ worden gecodeerd door niet-eiwitcoderende genen
○ pri-miRNA in kern bevat introns en exons; repeat
sequenties zorgen voor hairpin → pre-miRNA → DCL1 en
HYL1 klieven pre-miRNA → dsRNA → RISC (RNA-induced
silencing complex) herkent dsRNA → AGO (in RISC) bindt
dsRNA, verwijdert 1 streng en verplaatst RISC naar mRNA
in het cytoplasma dat complementair is aan microRNA
⁕ / target RNA wordt gespliced door RISC (vaak)
3
, LECTURE 1: Signals and signal transduction Plantenfysiologie en -ontwikkeling
⁕ / complex blijft op mRNA → blokkeert translatie
SIGNAL TRANSMISSION AND CELL-CELL COMMUNICATION
● signal transduction pathways in animals and plants differ in
functional organization: negative regulation
○ in planten treedt remming van een remmer vaak op; dit
verloopt sneller; planten zijn afhankelijker van een snelle
signaaltransductiecascade, omdat ze sessiel zijn
● activity: activiteit van de remmer remmen; e.g. eiwit (remmer)
● post-translational regulation (26S proteasome) fosforyleren, waardoor het inactief wordt
○ eiwitten met ubiquitine vormen een ubq-staart ● localisation: als de remmer een transcriptiefactor is, moet het
(ubq-groepen aan elkaar gezet door poly-ubiquitination) aanwezig zijn in de kern; cel moet TF actief uit de kern pompen
→ deze eiwitten worden afgebroken door enzymen in het → remmer is niet aanwezig op de plek waar het actief kan zijn
eiwitcomplex (26S proteasome) → peptides/aminozuren ● degradation: remmer kan worden geremd door het af te
kunnen worden hergebruikt breken via het 26S proteasoom
○ Hoe wordt ubiquitine aan een eiwit gehangen? ● maintaining homeostasis: any self-regulating process by which
⁕ E1: ubq-activating enzymes biological systems tend to maintain stability while adjusting to
⁕ E2: ubq-conjugating enzymes conditions that are optimal for survival
⁕ E3: ubq-protein ligases; herkent eiwit dat de staart ○ vanwege negative feedback regulation
moet krijgen
○ E3-ligase (e.g. SCF complex)
⁕ bestaat uit Cullin, Skp, F-box; herkent substraat cross-regulation (kruisregulatie)
● primary interactions: 2 verschillende
signaaltransductiecascades hebben 1 gedeelde respons
○ cascades kunnen de respons beide positief beïnvloeden
(synergisten) of 1 positief en de ander negatief
(antagonisten)
● secondary interactions: uitkomst van 1
signaaltransductiecascade heeft effect op de input van de
ander of op een intermediair component van de ander
○ synergistisch/antagonist
● tertiary interactions: uitkomst van 1 stc heeft direct effect op
de uitkomst van de andere stc
○ synergistisch/antagonist
4
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Ribizlik. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €4,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
