La scoperta delle gibberelline e la struttura chimica

Sebbene le GA non fossero note ai ricercatori americani e inglesi prima degli anni '50 esse furono scoperte molto tempo prima da ricercatori giapponesi. I coltivatori asiatici di riso conoscevano da molto tempo una malattia che faceva crescere in altezza le piante di riso e che ne impediva la produzione di semi. I patologi vegetali che studiavano la malattia scoprirono che l'altezza delle piante era dovuta alla secrezione chimica di un fungo che infettava le piante alte. Questo composto chimico fu isolato e gli fu dato il nome di gibberellina, dal nome del fungo Gibberella fujikuroi. Successivamente ricercatori americani riuscirono a chiarire la struttura di questo composto e di altre gibberelline (GA1, GA2 e GA3). Avendo a disposizione questi composti purificati, i fisiologi cominciarono rapidamente a sperimentarla su una grande varietà di piante. Risposte spettacolari furono ottenute sulla crescita per allungamento di piante nane, particolarmente su piselli geneticamente nani. Man mano che ulteriori gibberelline furono scoperte si adottò uno schema per numerarle (GA1-GAn) in ordine cronologico secondo la loro scoperta. Comunque, per definizione tutte le GA possiedono uno scheletro tetraciclico ent-gibberellanico (contenente 20 atomi di carbonio) o uno scheletro 20-nor-ent-gibberellanico (contenente solo 19 atomi di carbonio poiché manca l'atomo in 20). Il prefisso ent è riferito al fatto che lo scheletro deriva dall'ent-kaurene, un idrocarburo presente in natura. Le gibberelline che sono formate da 20 atomi di carbonio sono definite C20-GA. Le altre che hanno solo 19 atomi di carbonio avendo perso il carbonio 20 durante il metabolismo sono definite C19-GA. Alcune modificazioni strutturali di entrambi i tipi di GA, comprendono l'aggiunta di gruppi funzionali, la cui posizione e stereochimica può avere profondi effetti sull'attività biologica. È interessante notare che le GA più attive biologicamente sono state fra le prime ad essere scoperte, come GA1, GA3, GA4 e GA7. Tutte queste GA sono delle C19-GA e ognuna possiede un attività intrinseca di promozione della crescita del fusto. Tutte possiedono un lattone-4, 10, un acido carbossilico (-COOH) nel C-6 e un gruppo ossidrile (-OH) nel C-3 con orientamento β. Anche se le GA bioattive possono avere altre funzionalità in varie posizioni della molecola, come il doppio legame fra il C-1 e il C-2 (come nella GA7 e nella GA3) o un gruppo -OH nel C-13 (come nella GA1 e nella GA3) è fondamentale che non abbiano un gruppo 2β-OH che le rende inattive.