एथिलीन जैवसंश्लेषण
एथिलीन रासायनिक सूत्र C 2 H 4 के साथ कार्बन और हाइड्रोजन का एक यौगिक है। यह एक रंगहीन गैस है जिसमें एक मीठी गंध होती है जो कि प्लास्टिक के उत्पादन में मुख्य रूप से उपयोग के लिए पेट्रोकेमिकल उद्योग द्वारा बड़े पैमाने पर निर्मित की जाती है। एथिलीन भी पौधों द्वारा उत्पादित किया जाता है और एक हार्मोन के रूप में कार्य करता है जो महत्वपूर्ण पौधों की प्रक्रियाओं को कई तरीकों से प्रभावित करता है। ऐसे छोटे अणु का हार्मोन के रूप में सक्रिय होना असामान्य है। पौधों में एथिलीन जैवसंश्लेषण विभिन्न तनावों की प्रतिक्रिया में होता है, जिसमें कीटों और रोगों के हमले, सूखा और ऊतक को नुकसान होता है।
पौधों पर एथिलीन के प्रभाव कई और विविध हैं। इसका सबसे प्रसिद्ध प्रभाव कुछ प्रकार के फलों के पकने को बढ़ाने में है, उदाहरण के लिए सेब, केले और टमाटर, लेकिन खट्टे फल नहीं। यह प्राचीन मिस्रियों के कम से कम समय के बाद से ज्ञात था कि कुछ फलों को अधिक तेजी से उखाड़ा जा सकता है; एक ही कंटेनर में संग्रहीत बड़ी संख्या के पकने में तेजी लाने के लिए अक्सर केवल एक फल को काटने या काटने के लिए आवश्यक होता है। 1901 तक इस प्रतिक्रिया के कारण के रूप में एथिलीन की पहचान नहीं की गई थी और यह 20 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में ही संयंत्र के ऊतकों में एथिलीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया का विवरण सामने आया था।
एथिलीन ज्यादातर पौधों में फूलों के उत्पादन को रोकता है, लेकिन बीज के अंकुरण को बढ़ावा देता है और अंकुर विकास को एक दिलचस्प तरीके से प्रभावित कर सकता है, जिसे "ट्रिपल प्रतिक्रिया" के रूप में जाना जाता है। सीडलिंग अंधेरे परिस्थितियों में उगाया जाता है और एथिलीन के संपर्क में आता है, जो स्टेम की विशेषता मोटा होना और छोटा होना दिखाता है, और एपिक हुक की वृद्धि वक्रता - एक संरचना जो स्टेम की नोक पर बढ़ते केंद्र की रक्षा करती है। एथिलीन क्लोरोफिल के विनाश को भी बढ़ावा देता है, एंथोसायनिन नामक पिगमेंट का उत्पादन - शरद ऋतु के रंगों से जुड़ा हुआ है - और उम्र बढ़ने और पत्तियों का बहा। चूंकि यौगिक एक गैस है, और - अधिकांश हार्मोन की तरह - बहुत कम सांद्रता में प्रभावी है, यह पौधे के ऊतकों के माध्यम से आसानी से फैल सकता है, और इसलिए एक पौधे द्वारा इस यौगिक का उत्पादन दूसरों को प्रभावित कर सकता है। औद्योगिक स्रोतों और कार इंजन से एथिलीन भी पौधों को प्रभावित कर सकते हैं।
पौधों में एथिलीन जैवसंश्लेषण के लिए प्रारंभिक बिंदु मेथियोनीन है, जो क्लोरोप्लास्ट में उत्पादित एक आवश्यक अमीनो एसिड है। यह एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के साथ एस-एडेनोसिल-एल-मेथियोनीन (एसएएम), जिसे एस-एडोमेट के रूप में भी जाना जाता है, एसएएम सिंथेटेज नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है। एक और प्रतिक्रिया एसएएम को 1-एमिनो-साइक्लोप्रोपेन-1-कार्बोक्जिलिक एसिड (एसीसी) में परिवर्तित करती है, जो एंजाइम एसीसी सिंथेज द्वारा उत्प्रेरित होती है। अंत में, एसीसी एंजाइम एसीसी ऑक्सीडेज द्वारा उत्प्रेरित एथिलीन, हाइड्रोजन साइनाइड और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। हाइड्रोजन साइनाइड एक अन्य एंजाइम द्वारा हानिरहित यौगिक में बदल जाता है, इसलिए एथिलीन बायोसिंथेसिस किसी भी जहरीले रसायनों को नहीं छोड़ता है।
एसीसी सिंटेज़ तनाव के जवाब में पौधों द्वारा उत्पादित किया जाता है, जिससे अधिक एसीसी, और परिणामस्वरूप अधिक एथिलीन का उत्पादन किया जाता है। तनाव कीटों या पौधों की बीमारियों से हमले का रूप ले सकता है, या यह पर्यावरणीय कारकों जैसे सूखा, ठंड या बाढ़ के कारण हो सकता है। हानिकारक रसायनों से भी तनाव हो सकता है, जिससे एथिलीन का उत्पादन होता है।
संयंत्र हार्मोन ऑक्सिन, यदि बड़ी मात्रा में मौजूद है, तो एथिलीन उत्पादन को उत्तेजित करता है। सहायक हार्मोन, जैसे कि 2,4-डाइक्लोरोफेनोक्सीसिटिक एसिड (2,4-डी), इस हार्मोन की क्रिया की नकल करते हैं, जिससे कई पौधों में एथिलीन का उत्पादन होता है। हालांकि इन जड़ी-बूटियों की कार्रवाई का सटीक तरीका स्पष्ट नहीं है, लेकिन ऐसा लगता है कि अत्यधिक एथिलीन उत्पादन अतिसंवेदनशील प्रजातियों में पौधे की मृत्यु में भूमिका निभा सकता है।
पौधों में एथिलीन जैवसंश्लेषण का उद्देश्य, 2011 तक सक्रिय अनुसंधान का एक क्षेत्र है। इस हार्मोन के व्यापक प्रभाव को देखते हुए, यह संभावना है कि इसकी कई भूमिकाएँ हैं। अंकुरों के मामले में, यह विकसित अंकुर के लिए मिट्टी से प्रतिरोध करने और विकास प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करने के लिए उत्पन्न होता है जो बढ़ते केंद्र की रक्षा करने में मदद करता है। यह भी सबूत है कि यह रोग प्रतिरोध में भूमिका निभा सकता है; प्रायोगिक अध्ययनों से पता चलता है कि एथिलीन प्रतिक्रिया की कमी वाले पौधों में कुछ बीमारियों के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।
