સાયટોકાઇનિન

સાયટોકાઇનિન

કોષવિભાજન પ્રેરતો એક વનસ્પતિ-અંત:સ્રાવ. મિલર અને તેના સહકાર્યકરોએ (1956) હેરિંગ માછલીના શુક્રકોષમાંના DNA-માંથી શુદ્ધ સ્ફટિક સ્વરૂપમાં પ્યુરિન પ્રાપ્ત કર્યું. આ પદાર્થને તેમણે 6-ફ્યુર્ફયુરિલ ઍમિનો પ્યુરિન તરીકે ઓળખાવ્યો અને ‘કાઇનેટિન’ નામ આપ્યું, કારણ કે તે સંવર્ધિત તમાકુના કોષોમાં કોષરસવિભાજન-(cytokinesis)ની ક્રિયાને પ્રેરે છે. જ્યારે કાઇનેટિન શોધાયું, ત્યારે વૈજ્ઞાનિકોએ કાઇનેટિન જેવા પદાર્થો માટે મૂળભૂત રીતે ‘કાઇનિન’ શબ્દ સૂચવ્યો; પરંતુ પ્રાણીઓમાંથી અલગ કરેલ કેટલીક પૉલિપૅપ્ટાઇડ માટે પણ આ શબ્દ પ્રચલિત હતો. આ પૉલિપૅપ્ટાઇડ રુધિરવાહિનીઓ અને અરેખિત સ્નાયુઓમાં સંકોચનની ક્રિયા પ્રેરે છે. તેથી સ્કૂગ અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકોએ (1965) આ વનસ્પતિ-અંત:સ્રાવ માટે ‘સાયટોકાઇનિન’ શબ્દ પ્રયોજ્યો. કાઇનેટિન જેવી વનસ્પતિની વૃદ્ધિ પ્રેરતાં બધાં સંયોજનો માટે ‘સાયટોકાઇનિન’ શબ્દ સૌથી વધારે સ્વીકૃત બન્યો છે.

મિલર, સ્કૂગ અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકોએ સંખ્યાબંધ જૈવમાપનો-(bioassays)માં કાઇનેટિનનાં સેંકડો સમરૂપકો(analogues)નું સંશ્લેષણ અને પરીક્ષણ કર્યું છે. સાયટોકાઇનિનની દેહધાર્મિક અસરોના અભ્યાસ માટે 6-બેન્ઝિલ એડિનાઇનનો સૌથી વધુ ઉપયોગ શરૂ થયો. આકૃતિ 1 કાઇનેટિન અને તેનાં કેટલાંક સમરૂપકોનું બંધારણ દર્શાવે છે. તે બધાં જ સંયોજનો કોષવિભાજનની પ્રક્રિયામાં સક્રિય છે. એડિનાઇનનાં વ્યુત્પન્નો (derivatives) કુદરતી રીતે થતાં મુખ્ય સાયટોકાઇનિન છે.

ઝિયેટિન અને વ્યુત્પન્નોની પરખ અને અલગીકરણ : મિલરે (1961) મકાઈના દાણાની દૂધ-અવસ્થામાંથી સાયટોકાઇનિનના ગુણધર્મો ધરાવતા પ્યુરિનનું અલગીકરણ કર્યું અને તેને 6સ્થાને અવેજીયુક્ત ઍમિનોપ્યુરિન તરીકે ઓળખ્યો. તે પાંચમા કાર્બને પ્રતિસ્થાપક (substituent) તરીકે હાઇડ્રૉક્સિલ સમૂહ, મિથાઇલ સમૂહ અને દ્વિબંધ ધરાવે છે. લિથમે મિલરના જેવા જ પદાર્થનું સ્ફટિકીકરણ કર્યું અને ઝિયેટિન નામ આપ્યું. ઝિયેટિન 6-(4-હાઇડ્રૉક્સિ-3 મિથાઇલ-ટ્રાન્સ2બ્યુટેનિલ ઍમિનો) પ્યુરિન છે. તે કુદરતી રીતે મળી આવે છે. 18થી વધારે પ્રકારનાં કુદરતી રીતે મળી આવતાં સાયટોકાઇનિનનાં બંધારણ અને સ્રોત નક્કી થઈ શક્યાં છે. તે મકાઈમાં મૂળ, પ્રકાંડ અને પર્ણમાં મળી આવે છે. જોકે ઝિયેટિનનું સૌથી વધારે પ્રમાણ દૂધ-અવસ્થામાં રહેલા દાણાઓમાં પ્રાપ્ત થયું છે. ઝિયેટિનના જૈવિક ગુણધર્મો કાઇનેટિન જેવા જ હોય છે; જોકે કેટલાંક ઉદાહરણોમાં ઝિયેટિન વધારે સક્રિય છે.

આકૃતિ 1 : કાઇનેટિન અને તેનાં ત્રણ સમરૂપકોનું રાસાયણિક બંધારણ

મકાઈના દાણામાં ઝિયેટિન રાઇબૉન્યૂક્લિયૉસાઇડ અને ઝિયેટિન રાઇબૉન્યૂક્લિયૉટાઇડની હાજરી નોંધાઈ છે. કુદરતી રીતે મળી આવતાં બધાં સાયટોકાઇનિન આઇસોપેન્ટેનિલ એડિનાઇનનાં વ્યુત્પન્નો છે. રાઇબૉક્સિલ સ્વરૂપ ધરાવતું ઝિયેટિન Rhizopogon roseolus-ના સંવર્ધિતનાં ગાળણો(filtrates)માંથી, કોળાના બીજમાંથી, ફણસી(phaseolus vulgaris)ના ફળમાંથી, સોયાબીનની એક જાતની કેલસ (callus) પેશીમાંથી, વાલના ફળમાંથી અને બારમાસી(Vinca rosea)ના ક્રાઉન ગૉલ ટ્યૂમરમાંથી પ્રાપ્ત થયું છે.

મકાઈ, વટાણા અને સ્પિનિઝના tRNA-માંથી સિસ (cis) સ્વરૂપના રાઇબૉસાઇડ અને ઘઉંના તરુણ રોપના tRNA-માંથી મિથાઇલથાયૉ-ઝિયેટિન પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યાં. લ્યુપિન(Lupinus luteus)માંથી મેળવવામાં આવેલું સાયટોકાઇનિન 6-(4-હાઇડ્રૉક્સિ-3-મિથાઇલ બ્યુટાઇલ ઍમિનો) પ્યુરિન છે અને તેને ડાઇહાઇડ્રૉઝિયેટિન તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું. વાલના ફળમાંથી ડાઇહાઇડ્રૉક્સિઝિયેટિન અને ડાઇહાઇડ્રૉક્સિઝિયેટિનનું ન્યૂક્લિયૉસાઇડ સ્વરૂપ મેળવવામાં આવ્યું.

સાયટોકાઇનિનનો બીજો એક પ્રકાર આઇસોપેન્ટેનિલ એડિનાઇન (i⁶ Ade) નોંધાયો છે. ઝિયેટિનમાં કાર્બનના ત્રીજે સ્થાને હાઇડ્રૉક્સિલ સમૂહ હોય છે; તેને બદલે તે મિથાઇલ-સમૂહ ધરાવે છે.

સાયટોકાઇનિનનું વિતરણ કેટલાક tRNA-ના અણુઓમાં એક વિષમ (odd) બેઝ તરીકે થયેલું હોય છે. યીસ્ટના સેરાઇન tRNA માટેના પ્રતિસંકેત (anticodon) પાસે આ વિષમ બેઝનું સ્થાન શોધાયું છે.

આકૃતિ 2 : સેરાઇન tRNA-ના બંધારણમાં આઇસોપેન્ટેનિલ ઍડિનોસાઇન (IPA)

મૂળા(Raphanus sativus)માં ગ્લુકોઝ ઝિયેટિનના સાતમા કાર્બનને સ્થાને જોડાઈ ગ્લુકોસિલ ઝિયેટિન બનાવે છે. તેનું ‘રેફેનિટિન’ નામ આપવામાં આવ્યું છે. તે સંયોગી (conjugated) સાયટોકાઇનિન છે.

વનસ્પતિમાં સાયટોકાઇનિનનું વિતરણ : સાયટોકાઇનિન વર્ધનશીલ (meristematic) પ્રદેશોમાં અને સતત વૃદ્ધિ થતી હોય તેવા પ્રદેશોમાં ઉત્પન્ન થાય છે. વાનસ્પતિક વૃદ્ધિ દરમિયાન, ખાસ કરીને બીજાંકુર અવસ્થાએ મૂળમાં સંશ્લેષિત થાય છે અને તેમનું સંવહન વનસ્પતિના ઉપરના ભાગોમાં જલવાહક પેશી દ્વારા થાય છે. તેઓ મૂળ, તરુણ પર્ણો અને વિકાસ પામતાં ફળોમાં સૌથી વધારે પ્રમાણમાં મળી આવે છે. ઉચ્ચ ચયાપચયિક (metabolic) સક્રિયતા જોવા મળતી હોય તેવા વિસ્તારોમાં દ્રોણી (sink) સ્થાપવામાં તેઓ મહત્ત્વનાં છે. જોકે દ્રોણી વિસ્તારમાં સાયટોકાઇનિનનું સંવહન થાય છે કે સંશ્લેષણ તે વિશે ચોક્કસ માહિતી નથી.

સાયટોકાઇનિનનું જૈવસંશ્લેષણ : સાયટોકાઇનિનનું સંશ્લેષણ ઍડિનાઇનના નિર્માણ સાથે સંકળાયેલું છે. તેનું મુદ્રિકામય માળખું કેટલાક નાના અણુઓમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રથમ કાર્બનના સ્થાને રહેલો નાઇટ્રોજન ઍસ્પાર્ટેટના ઍમિનો-સમૂહ(NH₂)માંથી પ્રાપ્ત થાય છે. ફૉર્માઇલ H₄ ફોલેટમાંથી બીજા કાર્બનનું સ્થાન મેળવવામાં આવે છે. ત્રીજે સ્થાને રહેલો નાઇટ્રોજન ગ્લુટેમાઇન ઍમાઇડના નાઇટ્રોજનમાંથી મેળવાય છે. ચોથા અને પાંચમા સ્થાને રહેલા કાર્બન અને સાતમે સ્થાને રહેલા નાઇટ્રોજનની પ્રાપ્તિ ગ્લાયસિનના અણુમાંથી થાય છે. છઠ્ઠે સ્થાને રહેલ કાર્બન CO₂માંથી અને આઠમે સ્થાને રહેલો કાર્બન મિથિલિડિન H₄ ફોલેટમાંથી મેળવવામાં આવે છે. છઠ્ઠા કાર્બનને સ્થાને રહેલો ઍમિનો-સમૂહ ઍસ્પાર્ટેટમાંથી અને નવમે સ્થાને રહેલો નાઇટ્રોજન ગ્લુટેમાઇન ઍમાઇડમાંથી પ્રાપ્ત થાય છે.

આકૃતિ 3 : સાયટોકાઇનિનનું જૈવસંશ્લેષણ

જૈવિક તંત્રમાં પ્યુરિનની મુદ્રિકાનું સંશ્લેષણ રિબોઝ ફૉસ્ફેટ પર થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં ઍડિનોસાઇન મૉનોફૉસ્ફેટ અંતિમ નીપજ છે. મુક્ત ઍડિનાઇન કે અવેજીયુક્ત (substituted) ઍડિનાઇન સાયટોકાઇનિનનું નિર્માણ 6-અવેજીયુક્ત ઍડિનોસાઇન મૉનોફૉસ્ફેટ કે રાઇબૉસાઇડમાંથી થાય છે. tRNAમાં સાયટોકાઇનિનની મુદ્રિકાનું સંશ્લેષણ આકૃતિ 2 મુજબ થાય છે. ત્યારબાદ આઇસોપેન્ટેનિલ પાયરોફૉસ્ફેટમાંથી પાંચમા કાર્બનનો અવેજી ઉમેરાય છે. શૃંખલાના કદમાં ફેરફારો થવાથી ઝિયેટિન અને ડાઇહાઇડ્રૉઝિયેટિન ઉત્પન્ન થાય છે. ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાંથી સાયટોકાઇનિન મુક્ત થાય છે કે સાયટોકાઇનિનનું સંશ્લેષણ સ્વતંત્ર રીતે થાય છે તે નક્કી થઈ શક્યું નથી.

સાયટોકાઇનિન–જૈવમાપન : તમાકુના પ્રકાંડના ગરનો અને સોયાબીનના બીજપત્રોના છેદોના કેલસની પેશીસંવર્ધન-પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા જૈવમાપન કરવામાં આવે છે. લિથમે (1962) મૂળાના બીજપત્રના છેદોના વિસ્તરણની કસોટી આપી. સાયટોકાઇનિનની આ જૈવમાપનની પદ્ધતિ સાયટોકાઇનિનની પ્રક્રિયા સમજવા માટે વપરાય છે.

લૅટિસના બીજાંકુરણનું નિયમન, મૂળની વૃદ્ધિ, કોષવિભાજન, કોષીય વિસ્તરણ અને વિભેદન, પાર્શ્વીય કણિકાઓનો વિકાસ અને પ્રરોહનિર્માણ, પર્ણ-વિસ્તરણ, છૂટાં પાડેલાં પર્ણોમાં ક્લૉરોફિલની જાળવણી વગેરે પ્રતિચારોનો ઉપયોગ જૈવમાપનતંત્રમાં કરવામાં આવે છે.

સાયટોકાઇનિનની કાર્યપદ્ધતિ : સાયટોકાઇનિન પ્રોટીન-સંશ્લેષણ દરમિયાન રિબૉઝોમ-mRNA સંકુલ સાથે tRNA-ના જોડાણની ક્રિયામાં સંકળાય છે. આ રીતે ઍમિનોઍસિડની બંધનની ક્રિયાનું નિયમન ઘણી દેહધાર્મિક અસરોમાં સાયટોકાઇનિન ભાગ ભજવે છે. આ સંકલ્પનાની વિરુદ્ધ મુખ્ય દલીલ એ છે કે જ્યારે સાયટોકાઇનિન બહારથી આપવામાં આવે છે ત્યારે સંશ્લેષણ દરમિયાન વિશિષ્ટ tRNA-માં પૂર્ણ અણુ તરીકે સાયટોકાઇનિન જોડાતાં નથી.

સાયટોકાઇનિન અને ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ સાથે આંતરપ્રક્રિયા :

સાયટોકાઇનિન ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ સાથે સીધેસીધી આંતરપ્રક્રિયા કરી શકે છે. આંતરપ્રક્રિયા માટે જવાબદાર પરિબળો આ પ્રમાણે છે : (1) સાયટોકાઇનિનનું બંધારણ, ખાસ કરીને ઍડિનાઇનની મુદ્રિકા અને તેથી તેની ક્રિયાશીલતા, (2) કોષોમાં સાયટોકાઇનિન રિબૉસાઇડ અને ન્યૂક્લિયૉટાઇડનું અસ્તિત્વ, (3) સાયટોકાઇનિન-પ્રેરિત RNA અને પ્રોટીન-સંશ્લેષણ, (4) કેટલાક ઉત્સેચકોની ક્રિયાશીલતા અને નીપજોના નિર્માણની ક્રિયામાં સાયટોકાઇનિન દ્વારા ઉત્તેજના, (5) RNA-માં સાયટોકાઇનિનનું અસ્તિત્વ, (6) ઑલિગોન્યૂક્લિયૉટાઇડ સાથે કાઇનેટિનના જોડાણનું અવલોકન.

મુખ્ય જનીનસંકુલ કે અંગિકાના જનીનિક ઘટકો સાથે અંત:સ્રાવની આંતરપ્રક્રિયા ગ્રાહક-અણુ દ્વારા અંત:સ્રાવના વહનથી થાય છે. વનસ્પતિ-અંત:સ્રાવ માટે કોઈ વિશિષ્ટ ગ્રાહક-અણુનું અસ્તિત્વ શોધી શકાયું નથી. છતાં સાયટોકાઇનિન, ઑક્સિન અને જિબરેલિન DNA-ના ભૌતિક ગુણધર્મો પર અસર કરે છે. વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓમાં થતી ઘણી દેહધાર્મિક પ્રક્રિયાઓમાં જૈવિક રીતે સક્રિય અણુઓ નિયામકો તરીકે કાર્ય કરે છે. તેઓ અંતર્વેશન (intercalation) દ્વારા દ્વિકુંતલમય DNA સાથે આણ્વીય આંતરપ્રક્રિયા કરે છે. જિબરેલિનની જેમ, દ્વિ-શૃંખલામય DNA-ના નાઇટ્રોજન બેઝની બે જોડ વચ્ચે અણુ યોગ્ય રીતે જોડાણ પામે છે. (આકૃતિ 4). DNA-માં અંતર્વિષ્ટ સ્થાન પામેલ સાયટોકાઇનિન પ્રતિકૃતિ(template)માં રૂપાંતર લાવે છે. તેથી ચોકઠા-વિસ્થાપનો (frame-shifts), ખોટું અર્થઘટન (misreading), જનીન-અવરોધ (gene repression) કે પ્રતિ-અવરોધ (derepre-ssion) થાય છે; જે પ્રત્યાંકન (transcription) અને અર્થઘટન-(translation)ની કાર્યવિધિમાં ફેરફારો લાવે છે. તેની અસર દેહધાર્મિક અને સંરચના-વિકાસી (morphogenetic) પ્રક્રિયાઓ પર થાય છે. આ જ પ્રકારનું જોડાણ દ્વિ-સૂત્રી RNA-માં થઈ શકે છે. (દા.ત., tRNA અને mRNA-ના પ્રતિસંકેત અને જનીનસંકેતનાં સંકુલો)

આકૃતિ 4 : DNAની A-T અને A-T બેઝની જોડ વચ્ચે ઝિયેટિનની આંતરપ્રક્રિયા

એક પુરાવા પ્રમાણે, સાયટોકાઇનિન રિબૉઝોમલ પ્રોટીન સાથે જોડાણ પામી શકે છે. તે રિબૉઝોમના ઓછામાં ઓછા એક ક્રિયાશીલ સ્થાન દ્વારા પ્રોટીન-સંશ્લેષણ પર અસર કરે છે. ઉપરાંત, ઝિયેટિન કોષદીવાલમાં રૂપાંતરો પ્રેરે છે. તે પણ શક્યતા છે કે સાયટોકાઇનિન વનસ્પતિ કોષોમાં અનેક ક્રિયાશીલ સ્થાન ધરાવે છે. કોષનાં ક્રિયાશીલ સ્થાનો DNA-ની માહિતી પ્રતિબિંબિત કરે છે.

સાયટોકાઇનિનની દેહધાર્મિક અસરો : સાયટોકાઇનિન કોષવિભાજન અને કોષવિસ્તરણની ક્રિયાને પ્રેરે છે. તે અન્ય પ્રતિચારોનું પણ નિયમન કરે છે.

(1) કોષવિભાજન : તે તમાકુના પ્રકાંડના મજ્જાના કેલસના સંવર્ધન દરમિયાન કોષવિભાજનની ક્રિયાને ઉત્તેજે છે. કાઇનેટિન ઉપરાંત જો સંવર્ધનમાધ્યમમાં IAA (ઇન્ડોલ-3-ઍસેટિક ઍસિડ) ઉમેરવામાં આવે તો મજ્જાપેશીની સતત વૃદ્ધિ થાય છે અને તેનું અસ્તિત્વ જળવાય છે. જ્યારે વિટામિનો અને ખનિજો સહિત આ બંને અંત:સ્રાવો યોગ્ય પ્રમાણમાં (દા.ત., કાઇનેટિન 0.5 મિગ્રા./લી. અને IAA 5 મિગ્રા./લી.) આપવામાં આવે ત્યારે કોષો વિભાજનો પામે છે અને તેમનું વિસ્તૃતીકરણ થતાં શિથિલ રીતે ગોઠવાયેલા મોટેભાગે ત્રિગુણિત (triploid) અને અવિભેદિત (undifferentiated) કોષોનો સમૂહ ઉત્પન્ન થાય છે. અવિભેદિત કોષોના આ સમૂહને કેલસ-પેશી કહે છે. કાઇનેટિન અને IAAના ગુણોત્તરમાં ફેરફાર કરવામાં આવે ત્યારે (દા.ત., ઑક્સિન કરતાં સાયટોકાઇનિનનું પ્રમાણ વધારતાં કેલસ-પેશીમાં વિભેદનની ક્રિયા ઉત્તેજાય છે અને પર્ણ-પ્રકાંડવાળી લઘુવનસ્પતિઓ (plantlets) ઉત્પન્ન થાય છે.

કોષવિભાજનની પ્રક્રિયા DNA-સંશ્લેષણ, સમવિભાજન અને કોષરસવિભાજન (cytokinesis) – એમ ત્રણ તબક્કાઓમાં ક્રમાનુસાર થાય છે. એકલા IAA કે કાઇનેટિનના ઉપયોગથી DNA-સંશ્લેષણ પ્રેરાય છે. બંને અંત:સ્રાવો સમવિભાજનની પ્રક્રિયા માટે જરૂરી છે. જોકે સમવિભાજનના તબક્કામાં IAA પ્રભાવી છે. કાઇનેટિન અને IAA બંને ઉચ્ચ સાંદ્રતાએ હાજર હોય તો કોષવિભાજન પૂર્ણ કરવા માટેના ત્રણ તબક્કાઓ પૈકી કોઈ એક તબક્કે સીમિત પરિબળ તરીકે વર્તે છે. સાયટોકાઇનિન કોષરસવિભાજનની ક્રિયા માટેની એક વિશિષ્ટ કળ છે.

(2) કોષ અને અંગ–વિસ્તરણ : ફણસી(Phaseolus vulgaris)ના પાંડુરિત (etiolated) પર્ણોની તકતીઓને કાઇનેટિનની ચિકિત્સા આપતાં નોંધપાત્ર કોષવિસ્તરણ થાય છે. કાઇનેટિનની આ અસર IAA-ની ગેરહાજરીમાં થાય છે. તમાકુની મજ્જા-પેશીનાં અને આર્ટિચોકની છેદિત પેશીનાં સંવર્ધનોમાં પણ કોષવિસ્તરણની ક્રિયા કાઇનેટિન દ્વારા પ્રેરાય છે. આમ, સાયટોકાઇનિન કોષવિસ્તરણની ક્રિયા ઉત્તેજે છે. તેને માત્ર કોષવિભાજનકારકો જ ન ગણવાં જોઈએ.

કોષવિસ્તરણની ક્રિયા અંશત: પાણીના શોષણને લીધે પ્રેરાય છે. બીજપત્રના કોષોમાં રિડ્યુસિંગ શર્કરાઓનું સંશ્લેષણ થતાં પાણીના શોષણનો પ્રતિચાર થાય છે. સાયટોકાઇનિનની હાજરીમાં લિપિડમાંથી રિડ્યુસિંગ શર્કરામાં રૂપાંતર થાય છે. જોકે તે લિપિડ-રૂપાંતર માટેના ઉત્સેચકોને અસર કરતા નથી. તે બીજપત્રોમાં ઇન્વર્ટેઝની સક્રિયતા વધારે છે. તેના દ્વારા લિપિડનાં રૂપાંતરો દરમિયાન બનતો સુક્રોઝ આસૃતિ(osmosis)ની દૃષ્ટિએ સક્રિય એવી ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ નામની શર્કરાઓમાં જલાપઘટન (hydrolysis) પામે છે. એક મત પ્રમાણે ઝિયેટિન કોઈ અજ્ઞાતવિધિ દ્વારા કોષદીવાલોમાં ફેરફારો પ્રેરે છે, જેથી કોષદીવાલની નરમાશમાં વધારો થાય છે.

(3) લૅટિસ(Lactuca sativa)માં બીજાંકુરણ : લૅટિસનું બીજાંકુરણ લાલ પ્રકાશમાં પ્રેરાય છે અને અતિ લાલ (far-red) પ્રકાશમાં અવરોધાય છે. જો અંધકારમાં ઉગાડેલ લૅટિસનાં બીજ કાઇનેટિન કે અન્ય સાયટોકાઇનિનના દ્રાવણનું અંત:ચૂષણ કરે તો અંધકારમાં ઉગાડેલ નિયંત્રિત (control) કરતાં વધારે ઝડપથી અંકુરણ પામે છે.

સાયટોકાઇનિનની ચિકિત્સા આપેલ બીજના અંકુરણ-(બીજાંકુરણ)ની ટકાવારી લાલ પ્રકાશની ચિકિત્સા આપેલ બીજના અંકુરણની ટકાવારી જેટલી હોય છે. વળી, સાયટોકાઇનિનની ચિકિત્સા આપેલી હોય તેવાં બીજને અતિ લાલ પ્રકાશ આપવા છતાં સારી ટકાવારીમાં બીજાંકુરણ થાય છે. અહીં અતિ લાલ પ્રકાશનો અવરોધ વિપરીત (reverse) બને છે.

(4) મૂળારંભ (root-initiation) અને વૃદ્ધિ : તમાકુના પ્રકાંડના કેલસ-સંવર્ધનોમાં કાઇનેટિન કેસિનહાઇડ્રૉલાયસેટ અને IAA-ની હાજરીમાં મૂળારંભ અને તેના વિકાસની ક્રિયાને ઉત્તેજે છે. કાઇનેટિન લ્યુપિનના બીજાંકુરોના મૂળના નિર્જળ વજનમાં વધારો કરે છે અને મૂળના વિસ્તરણને પ્રેરે છે. કાઇનેટિનની વધારે ઉચ્ચ સાંદ્રતાએ મૂળનું વિસ્તરણ અવરોધાય છે. ઑક્સિન અને સાયટોકાઇનિન જુદી જુદી સાંદ્રતાએ બાઇન્ડવીડ(convolvulus)માં પાર્શ્વીય મૂળના નિર્માણનાં સ્થાનોમાં ફેરફાર લાવી શકાય છે.

(5) કલિકાવિકાસ અને પ્રરોહની વૃદ્ધિ : સાયટોકાઇનિનનો પ્રરોહારંભ અને અગ્રીય પ્રભાવિતા(apical dominance)નું નિયમન કરવામાં મહત્ત્વનો ફાળો છે. IAA યુક્ત સંવર્ધન માધ્યમમાં વટાણાના પ્રકાંડના છેદોને ઉછેરતાં પાર્શ્વીય કલિકાની વૃદ્ધિ અવરોધાય છે. IAA-રહિત સંવર્ધન માધ્યમમાં તેમની વૃદ્ધિ અવરોધાતી નથી. IAAની સાથે કાઇનેટિન સંવર્ધન માધ્યમમાં ઉમેરતાં આ કલિકાઓની વૃદ્ધિ પ્રેરાય છે.

અગ્રકલિકાને કાઢી નાખતાં વનસ્પતિની પાર્શ્વીય કલિકાઓની વૃદ્ધિ ઉત્તેજાય છે. જો અગ્રકલિકા રાખવામાં આવે તો પાર્શ્વીય કલિકાઓની વૃદ્ધિ અવરોધાય છે. અગ્રકલિકા સહિત પ્રરોહને કાઇનેટિનના દ્રાવણમાં રાખતાં પાર્શ્વીય કલિકાઓની વૃદ્ધિના અવરોધની ક્રિયા સારા પ્રમાણમાં અટકી જાય છે.

અગ્રીય પ્રભાવિતાનું નિયમન અંત:સ્થ સાયટોકાઇનિન અને ઑક્સિનની સાંદ્રતા વચ્ચેના સમતોલન દ્વારા થતું હોવું જોઈએ. સાયટોકાઇનિન IAA ઑક્સિડેઝના નિર્માણની ક્રિયાને અવરોધે છે. IAA ઑક્સિડેઝમાં ઘટાડો થતાં વધેલું ઑક્સિન પાર્શ્વીય કલિકા અને પ્રરોહના વિકાસની ક્રિયાને પ્રેરે છે. વળી, સાયટોકાઇનિન પાર્શ્વીય કલિકાઓમાં દ્રોણીનું નિર્માણ કરે છે. તે પોષક દ્રવ્યો વૃદ્ધિ-પદાર્થો, વિટામિન અને ખનિજોના સંવહનની ક્રિયાને ઉત્તેજે છે; જે પાર્શ્વીય કલિકાની વૃદ્ધિ અને પ્રરોહના વિકાસ માટે અનિવાર્ય છે.

(6) પર્ણોમાં ક્લૉરોફિલની જાળવણી અને વાર્ધક્ય (senescence) અવરોધ : સક્રિય પરિપક્વ પર્ણોને વનસ્પતિ પરથી અલગ કરવામાં આવે છે ત્યારે પર્ણદલમાં પ્રોટીનનું ઝડપથી વિઘટન થાય છે. તેની સાથે બિનપ્રોટીન નાઇટ્રોજન, લિપિડ અને ન્યૂક્લિઇક ઍસિડના ઘટકો અંગિકાઓના પટલમાંથી બહાર વહન પામે છે અને પર્ણદંડોમાં પહોંચે છે. ત્યારપછી ક્લૉરોફિલના ઝડપી ઘટાડા સાથે હરિતકણનું વિઘટન થાય છે. અલગ કરેલા પર્ણને સાયટોકાઇનિનની ચિકિત્સા આપતાં પ્રોટીનનું વિઘટન અને ક્લૉરોફિલમાં ઘટાડો મોડો થાય છે. કેટલાક જૈવમાપનોમાં સાયટોકાઇનિન અને જિબરેલિનનું પ્રમાણ નક્કી કરવા ‘અલગ કરેલાં પર્ણોમાં ક્લૉરોફિલની જાળવણી’ની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ વાર્ધક્ય પર વિવિધ સંયોજનોની અસરના અભ્યાસ માટે ઉપયોગી પરિમાણ બને છે.

સાયટોકાઇનિન RNA-પ્રોટીનતંત્રને પ્રેરે છે. તે રાઇબૉઝોમીય અને દ્રાવ્ય કોષરસીય ઘટકમાં RNA-સંશ્લેષણની અને પ્રોટીન-સંશ્લેષણની ક્રિયાને ઉત્તેજે છે.

કેટલીક ફૂગ દ્વારા પ્રેરિત રોગમાં હરિમાહીન (chlorotic) અને ઉતકક્ષયી (necrotic) પર્ણપેશી ઉત્પન્ન કરે છે; જેમાં ક્લૉરોફિલ અને સ્ટાર્ચયુક્ત કોષોમાં ક્લૉરોફિલનું એકત્રીકરણ થતાં હરિતદ્વીપો (green-islands) ઉત્પન્ન થાય છે. આ હરિતદ્વીપો પોષિતા કોષો કે પરોપજીવી કોષો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા સાયટોકાઇનિન દ્વારા જળવાય છે. આ પ્રદેશોમાં સાયટોકાઇનિનની હાજરીથી ક્લૉરોફિલની જાળવણી થાય છે અને વિકસતા પરોપજીવી માટે પોષકદ્રવ્યની દ્રોણીનું નિર્માણ થાય છે.

લણણી પછી તાજાં પુષ્પો, શાકભાજી અને ફળોની જાળવણી માટે બહારથી સાયટોકાઇનિન આપવામાં આવે છે.

(7) સાયટોકાઇનિન અને વાઇરસની ચેપકારકતા (infectivity) : સંશ્લેષિત સાયટોકાઇનિન 6-BAP અને કાઇનેટિન કેટલાંક પોષિતાતંત્રોમાં વાઇરસના નિર્માણની ક્રિયા પર અસર કરે છે. વાઇરસના સંરોપણ (inoculation) પછી તરત તમાકુ(Nicotiana glutinosa)ની પર્ણની તકતીઓનું 50 મિગ્રા/લી. કાઇનેટિનમાં સેવન કરતાં TMV(tobacco mosaic virus)ના નિર્માણની ક્રિયા અવરોધાય છે. પર્ણની તકતીઓ બનાવતાં પહેલાં સમગ્ર પર્ણને કાઇનેટિનની ચિકિત્સા આપતાં TMVનું નિર્માણ મહત્તમ અવરોધાય છે. TRSV(tobacco ring spot virus)ના રોગવાળાં તમાકુનાં પર્ણોના નિષ્કર્ષમાં તંદુરસ્ત પર્ણોના નિષ્કર્ષ કરતાં સાયટોકાઇનિનની સક્રિયતામાં ઘણો ઘટાડો જોવા મળે છે. ભવિષ્યમાં સાયટોકાઇનિન દ્વારા વાઇરસની ચેપકારકતાના નાબૂદીકરણનો વિપુલ પ્રમાણમાં ઉપયોગ થવાની શક્યતા રહેલી છે.

(8) પોષક દ્રવ્યો અને કાર્બનિક પદાર્થોનું સંવહન : તમાકુ(Nicotiana rustica)નાં અખંડિત પર્ણોમાંથી દ્રાવ્ય નાઇટ્રોજનનું કાઇનેટિન-પ્રેરિત વહન તે જ વનસ્પતિનાં અન્ય પર્ણોના નિશ્ચિત પ્રદેશોમાં થાય છે. પર્ણદલના નીચેના ડાબી બાજુના ચતુર્થાંશને સમસ્થાનિક ગ્લાયસિન આપતાં કાઇનેટિનની પૂર્વચિકિત્સા આપેલ પર્ણના બીજા ચતુર્થાંશ ભાગ તરફ વહન પામે છે.  a-ઍમિનોઆઇસો-બ્યુટિરિક ઍસિડ જે પ્રોટીનમાં સંકળાતો નથી, તેનું કાઇનેટિનનો છંટકાવ કરેલા પ્રદેશમાં એકત્રીકરણ થાય છે.

આકૃતિ 5 : ¹⁴C-અંકિત a-ઍમિનોઆઇસોબ્યુટિરિક ઍસિડના સંવહન પર કાઇનેટિનની અસર

દ્રોણી વિસ્તાર તરીકે ઓળખાતા પ્રદેશોમાં સાયટોકાઇનિન સ્થાપિત થઈ પોષક દ્રવ્યોને પસંદગીમય રીતે આકર્ષે છે અને તેમનું એકત્રીકરણ કરે છે.

જ્યારે વનસ્પતિની વાનસ્પતિક વૃદ્ધિ થતી હોય ત્યારે દેહધાર્મિક રીતે સક્રિય પર્ણો અને પ્રકાંડમાં સક્રિય કાઇનેટિનની સરખી સાંદ્રતા પોષક દ્રવ્યોના સંવહનનું નિયમન કરે છે. તેથી પોષક દ્રવ્યો નિશ્ચિત પ્રદેશો(વર્ધીબિંદુઓ, વિસ્તાર પામતાં પર્ણો)માં ખેંચાય છે. પરિપક્વતાએ પર્ણો સાયટોકાઇનિનના સંશ્લેષણ અને એકત્રીકરણની ક્ષમતા ગુમાવે છે; તેથી RNA, પ્રોટીન અને ક્લૉરોફિલના સંશ્લેષણમાં ઘટાડો થાય છે. પરિપક્વ પર્ણોનું વાર્ધક્ય, ક્લૉરોફિલ અને સાયટોકાઇનિનની સાંદ્રતામાં થતો ઘટાડો નવજાત નહિ ખૂલેલાં પર્ણોના વિકાસ સાથે સંબંધિત છે; કેમ કે, આ નવજાત પર્ણો સાયટોકાઇનિન અને પોષક દ્રવ્યોના એકત્રીકરણનું વલણ ધરાવે છે.

મકાઈના વિકાસ પામતા દાણામાં ફલનની ક્રિયા પછી સાયટોકાઇનિનની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. દૂધ-અવસ્થામાં દાણામાં સાયટોકાઇનિનની સાંદ્રતા ઘણી વધારે હોય છે.

જો સાયટોકાઇનિન દ્રોણીના નિર્માણ માટે જવાબદાર હોય તો, વનસ્પતિનાં વાનસ્પતિક અંગો તરફથી વિકસતી પ્રાજનનિક રચનાઓ તરફ પોષક દ્રવ્યોનું પસંદગીમય સંવહન થવું જોઈએ. ઘણી એકવર્ષાયુ વનસ્પતિઓ પ્રાજનનિક રચનાઓ તરફ પોષક દ્રવ્યોનું સંવહન અને વાનસ્પતિક અંગોમાં ક્લૉરોફિલમાં ઘટાડો અને વાર્ધક્યની ક્રિયા સમકાલિક (concomitant) થાય છે.

(9) સાયટોકાઇનિન અને શ્વસનનો વૈકલ્પિક (alternative) પથ : અલગીકૃત કણાભસૂત્રોમાં સાયટોકાઇનિન-6BAP, કાઇનેટિન અને 6-આઇસોપેન્ટેનિલ ઍમિનોપ્યુરિનની શ્વસન પર થતી અસર વિશે સંશોધનો થયાં છે. મેલેટ એક પ્રક્રિયક તરીકે આપતાં કણાભસૂત્રોમાં 6-BAP અને કાઇનેટિન O₂ની ગ્રહણની વિધિ અવરોધે છે. જોકે ઝિયેટિન અને ઍડિનાઇન મેલેટની ઑક્સિડેશનની ક્રિયા અવરોધતાં નથી. વળી, કેટલીક પરિસ્થિતિમાં 6-BAP NADH (રિડ્યુસ્ડ્ નિકોટિનેમાઇડ ઍડિનાઇન ડાઇન્યૂક્લિયૉટાઇડ) અને સક્સિનેટનુ ઑક્સિડેશન અવરોધે છે.

આકૃતિ 6 : કણાભસૂત્રીય શ્વસનના વૈકલ્પિક પથ પર 6-બેન્ઝાઇલ ઍડિનાઇન અને અન્ય સાયટોકાઇનિનની સૂચિત અસર

ઍન્ટિમાયસિન Aની હાજરીમાં કણાભસૂત્રોમાં સાયટોકાઇનિન દ્વારા થતી સક્સિનેટના ઑક્સિડેશનની અવરોધની ક્રિયા સેલિસીલ-હાઇડ્રૉક્સેમિક ઍસિડ દ્વારા થતી અવરોધની ક્રિયા સાથે સામ્ય દર્શાવે છે. ઍન્ટિમાયસિન A સાયટોક્રોમતંત્ર દ્વારા થતી વીજાણુ-પરિવહનની ક્રિયા અવરોધે છે, પરંતુ સેલિસીલહાઇડ્રૉક્સેમિક ઍસિડ શ્વસનના વૈકલ્પિક પથનો જાણીતો અવરોધક છે. તેથી કેટલાંક સાયટોકાઇનિન દ્વારા ઍન્ટિમાયસિન Aની હાજરીમાં અવરોધાતો શ્વસનનો ભાગ વૈકલ્પિક પથનો હોવો જોઈએ.

CKના બિંદુએ સાયટોકાઇનિન મેલેટમાંથી વીજાણુ-પરિવહનને આંતરિક NADH_i દ્વારા અટકાવે છે. બહારથી આપવામાં આવેલ NADH_ex અને સક્સિનેટમાંથી વીજાણુનું પરિવહન b અને d પથ દ્વારા થાય છે. અહીં સાયટોકાઇનિન અવરોધ કરતાં નથી. જોકે વીજાણુનું NADH_ex અને સક્સિનેટમાંથી અનુક્રમે a અને c પથ દ્વારા વૈકલ્પિક ઑક્સિડેઝ તરફ થતું પરિવહન સાયટોકાઇનિન કે સેલિસીલહાઇડ્રૉક્સેમિક ઍસિડ દ્વારા અવરોધાય છે.

બળદેવભાઈ પટેલ