ZAT PENGATUR TUMBUH
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman, seperti pada seluruh organisme, dikendalikan oleh factor genetic dan factor lingkungan. Tanaman memiliki reseptor yang dapat merasakan dan merespon rangsangan dari factor lingkungan termasuk panjang hari, suhu, tekanan dan perubahan kelembapan. Zat kimia pengatur tumbuh (hormon) menjembatani efek yang ditimbulkan oleh faktor lingkungan tersebut. Sedangkan gen mengkodekan enzim-enzim yang dapat mengkatalisasi reaksi kimia pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Hormon tanaman, atau zat pengatur tumbuh tanaman, adalah bahan-bahan kimia yang diproduksi oleh manusia yang mengubah pola pertumbuhan dan perawatan dari tanaman. Hormon tersebut dapat ditemukan pada banyak sel dan jaringan-jaringan, walaupun umumnya hormon tanaman terlihat lebih terkonsentrasi pada meristem-meristem dan buku-buku (yang merupakan meristem tunas yang masih berdormansi). Zat pengtur tumbuh mengkontrol aktivitas sel dengan mengirimkan sinyal kimia atau pesan ke sel-sel untuk melakukan sesuatu atau tidak melakukan sesuatu, termasuk mengaktivasi gen-gen yang mengkodekan enzim-enzim yang spesifik. Hormon tumbuhan dapat menghambat sebagaimana juga dapat merangsang aktivitas-aktivitas sel.
Kontras dengan hormon-hormon pada hewan, yang umumnya memiliki efek yang spesifik, hormon-hormon yang diketemukan dalam tanaman kebanyakan mengatur pembelahan sel, pemanjangan sel dan diferensiasi sel. Kebanyakan hormon pada tanaman memiliki multi efek. Hormon tanaman bekerja dalam konsentrasi yang sangat kecil.
Pada banyak kasus, efek dari hormon tanaman tergantung dari lokasi dan konsentrasi suatu hormone berbanding dengan hormone lainnya pada jaringan tertentu. Hormon tanaman selingkali bekerja sebagai satu kesatuan dengan hormon lainnya, dan memiliki efek yang over lapping. Hormon tanaman juga bekerja karena rangsangan-rangsangan lingkungan.
Terdapat beberapa kelas dari hormon tanaman, termasuk yang belakangan diketemukan.
Auksin
Konsep dari pembawa pesan kimia (Chemical messengers) pada tanaman pertama kali diusulkan oleh Charles Darwin dan putranya, Francis, di tahun 1880, yang menghabiskan banyak waktu untuk mengamati fenomena dari fototropisme di bibit gandum. Tunas tanaman dapat dipastikan memiliki sifat fototropisme. Ketika bibit diberi cahaya pada satu sisi, tunas akan berbelok menuju cahaya. Pengarahan pertumbuhan ini masuk akal, karena tanaman-tanaman membutuhkan cahaya untuk melakukan fotosintesis.
Darwin mengetemukan bahwa jika koleoptil dari gandum dibuang, tanaman tidak lagi berbelok ke arah cahaya. Mereka melakukan beberapa percobaan dan menyimpulkan bahwa ada satu bahan kimia yang terdapat di koleoptilgandum disalurkan ke daerah elongasi dan merangsang elongasi yang berbeda pada sel-sel yang terletak paling jauh dari cahaya. Pada tahun 1913, Peter Boysen-Jensen menyatakan bahwa sinyal untuk pembelokkan batang dapat bergerak bebas. Ketika dia meletakkan irisan mika antara ujung koleoptil dan tunas, tidak terjadi pembelokkan batang ke arah cahaya.Bahan kimia yang bergerak bebas tersebut dipelajari dan dinamakan auksin oleh Frist Went pada tahun 1926. Auksin tersebut adalah indolacetic acid (IAA), yang disintesiskan dari indole atau tryptophan. Terdapat beberapa jenis auksin yang lain. Auksin merangsang pertumbuhan pada konsentrasi molar 10-3 hingga 10-8 .
Auksin disintesis pada meristem apikal pucuk, daun muda, benih, dan buah. Auksin selalu menurunkan parenkima batang ke arah akar dengan transport polar (charged, auksin mejadi charged negatif) menggunakan pompa proton, sebuah proses yang diperlukan oleh ATP.
Auksin memasuki sel sebagai IAAH pasif, atau sebagai IAA- melalui cotransport aktif. IAAH memisahkan cytosol dengan protein yang khusus digunakan untuk transport auksin pada bagian dasar sel yang diperlukan untuk membawa auksin melalui membran plasma ke atas dari sel-sel yang berdekatan. Tujuan auksin adalah akar dan ditransportasikan melalui jaringan pembuluh floem.
Auksin merangsang elongasi (pemanjangan) dan pembesaran sel. Untuk elongasi sel, pompa proton menaikkan konsentrasi H+ dalam dinding sel yang merangsang expansins, protein yang mengacaukan ikatan hidrogen dan memutuskan ikatan silang dalam selulosa. Hal inimemudahkan pembesaran dinding ketika sel dimasukkan ke dalam air.
Auksin terlibat dalam respon tropisme. Auksin menyingkir dari cahaya, yang menyebabkan elongasi/pemanjangan sel yang tidak rata pada daerah bayang-bayang dibandingkan dengan daerah yang terekspos sinar, seperti yang dipelajari oleh Darwin.
