Cytokinine, Phytohormone, die ursprünglich im Zusammenhang mit der Teilung von Pflanzenzellen (Cytokinese) entdeckt wurden und somit den Zellzyklus steuern. Dabei stieß man zunächst auf eine Kinetin genannte Verbindung, die beim Erhitzen von Heringssperma-DNA entstand und Tabakzellen zusammen mit Auxinen zur Teilung anregte. C. sind Derivate des Adenins (Purinbasen) und kommen auch natürlicherweise in Pflanzen vor. Das häufigste C. ist das Zeatin. Heute ist bekannt, dass C. an einer Vielzahl unterschiedlicher physiologischer und Entwicklungsprozesse beteiligt sind. Hierzu zählen z.B. die Apikaldominanz, die Blütenbildung, der Bruch der Knospenruhe, die Mobilisierung von Reservestoffen und die Samenkeimung. Hinzu kommt, dass C. auch die lichtgesteuerten Prozesse (Fotomorphogenese) wie z.B. die Chloroplastendifferenzierung kontrollieren.

Vorhandensein und Wirkung von C. können durch einen Bioassay nachgewiesen werden, jedoch stehen inzwischen auch immunchemische Verfahren zur Verfügung, um C. in Pflanzenextrakten zu bestimmen. Anhand von transgenen Pflanzen und Mutanten können zudem die Rolle der C. im Stoffwechsel und die an der Umsetzung der C.-Effekte beteiligten Komponenten überprüft werden. Die amp1 (altered meristem program 1)-Mutante von Arabidopsis thaliana zeichnet sich durch eine C.-Überproduktion aus, die sich phänotypisch in reduzierter Apikaldominanz und dadurch bedingten starker Verzweigung sowie deutlich mehr Blüten bemerkbar macht.

Die Biosynthese der C. erfolgt primär in den Wurzeln, von wo sie über das Xylem in den Spross transportiert werden, aber auch in wachsenden Blättern und im Sprossapex, wo ihre Bildung jedoch lokal begrenzt ist. C. kommen als so genannte freie C. oder aber als Riboside und Ribotide vor, wobei jedoch die freien C. als biologisch aktive Formen angesehen werden. Wie genau C. in Pflanzen wirken, ist noch nicht völlig geklärt. Bei Arabidopsis wurde ein CKI1 (CYTOKININ INDEPENDENT 1) genanntes Gen isoliert, das für ein Transmembranprotein codiert, das große Ähnlichkeiten zur Aminosäuresequenz des Ethylen-Rezeptors und eine potentielle Histidinkinaseaktivität aufweist. An den Signaltransduktionsketten, die durch die Bindung von C. an diesen Rezeptor ausgelöst werden, scheint Calcium als second messenger beteiligt zu sein. Auf molekularer Ebene wird dadurch die Expression einer Reihe von Genen wie z.B. das der Nitratreduktase reguliert. Bei anderen Genen wie denen der kleinen Untereinheit der Rubisco ließ sich eine C.-bedingte posttranslationale Regulation beobachten, bei der die Stabilität der mRNA erhöht wird.

C. sind auch für die Entstehung des Wurzelhalsgallenkrebs verantwortlich, der durch Agrobacterium tumefaciens verursacht wird. (Benzylaminopurin, Ti-Plasmid)



Cytokinine: Natürliche und synthetische Cytokinine. Nur das Zeatin kommt natürlicherweise in Pflanzen vor