Các thụ quan tế bào rất nhạy cảm với các tín hiệu hóa học cũng như tín
hiệu khác của môi trường. Một số đáp ứng giải úa nhạt được kích hoạt bởi
ánh sáng có cường độ vô cùng yếu, Ví dụ: cường độ sáng của ánh trăng
trong vài giây cũng đủ làm chậm độ dài của thân trong giai đoạn nảy mầm
của cây yến mạch trong bóng tối. Những tín hiệu yếu như vậy được khuếch
đại lên bằng cách nào và các tín hiệu được truyền đạt thành đáp ứng đặc
trưng của cây như thế nào?
Tế bào đã sản sinh ra chất thông tin thứ hai (second messengers) là
những chất hóa học bé được dùng để khuếch đại và truyền đạt tín hiệu từ
thụ quan đến các protein và enzym khác có tác dụng đáp ứng lại kích thích.
Ví dụ, trong trường hợp giải úa nhạt, mỗi phân tử phytocrom được hoạt hóa
có thể kích thích tế bào sản sinh ra hàng trăm phân tử thông tin thứ hai. Mỗi
phân tử này sẽ hoạt hóa hàng trăm phân tử enzym đặc trưng. Bằng cơ chế
như vậy, chất thông tin thứ hai sẽ giúp khuếch đại nhanh chóng tín hiệu qua
con đường truyền đạt thông tin. Ta sẽ thấy rõ điều này trong hiện tượng giải
úa nhạt. Ánh sáng tác động làm thay đổi thù hình của phytocrom, dẫn đến
làm gia tăng lượng chất thông tin thứ hai là GMP vòng (cGMP) và Ca2+.
Sự thay đổi nồng độ GMP vòng dẫn đến thay đổi nồng độ ion trong tế bào
do sự hoạt hóa của các kênh ion. GMP vòng cũng hoạt hóa các enzym
kinaza. Đến lượt mình enzym kinaza hoạt hóa nhiều enzym khác bằng sự
photphorin hóa (gắn nhóm photphat vào một vùng đặc biệt của enzym). Nếu
người ta tiêm GMP vòng vào trong tế bào lá của cây cà chua đột biến aurea
sẽ xảy ra đáp ứng giải úa nhạt kể cả nếu không cho thêm phytocrom. Sự
thay đổi nồng độ Ca2+ trong bào tương cũng đóng vai trò quan trọng trong
việc truyền đạt thông tin từ phytocrom. Bình thường nồng độ Ca2+ trong
bào tương thấp (10-7M) nhưng việc hoạt hóa phytocrom làm mở kênh Ca2+
do đó dẫn đến nồng độ Ca2+ trong bào tương tăng lên gấp hàng trăm lần.
Giống như GMP vòng, ion Ca2+ gây hoạt hóa các kênh ion và các enzym
kinaza.
3.1.3. Đáp ứng
