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De la oscuridad a la luz: nuevos hallazgos revelan cómo las plantas controlan la generación de energía


Investigadores de la Western Sydney University y la Australian National University han descubierto nuevas vías de comunicación química que determinan cómo cambia una planta cuando emerge de la oscuridad del suelo a la luz.


por Western Sydney University


Cuando las plantas crecen en la oscuridad, son blancas o de color amarillo pálido porque carecen de los cloroplastos que hacen que las hojas sean verdes. El color amarillento se debe a estructuras en la célula llamadas etioplastos que luego forman cloroplastos verdes cuando la plántula detecta la luz .

El Dr. Chris Cazzonelli, profesor titular de biología molecular de plantas , y su equipo de investigación en el Instituto Hawkesbury para el Medio Ambiente han descubierto un nuevo mecanismo molecular que las plantas usan para controlar la transformación de etioplastos amarillos a cloroplastos verdes. Esto ocurre a través de una señal metabólica derivada de carotenoides que desencadena genéticamente la expresión de genes y la producción de proteínas que controlan la formación de pigmentos verdes que recogen energía de la luz .

«Durante décadas, los científicos de las plantas han estado tratando de descubrir las vías de señalización química en las plantas que rigen el color, la nutrición de la fruta, el rendimiento y otras funciones de rendimiento de la planta. Nuestro equipo se ha centrado en investigar las funciones de los productos químicos derivados del amarillo, naranja y rosado. «Pigmentos carotenoides que enriquecen las frutas vegetales con una fuente dietética de micronutrientes», dijo el Dr. Cazzonelli.

«Este descubrimiento arroja luz sobre un nuevo compuesto esencial derivado de carotenoides que controla el desarrollo de plastidios y plantas. Al igual que la pieza faltante de un rompecabezas complejo, nuestros hallazgos revelan que los plastidios amarillos en plantas de crecimiento oscuro requieren un cuerpo de andamiaje específico para ayudar se transforman en cloroplastos generadores de energía verde una vez que la planta llega a la luz. Estos andamios se unen a los pigmentos carotenoides y aseguran que cuando una plántula emerge del suelo a través de la hoja, se enriquece en clorofila y está lista para cosechar la luz «, coautor Dijo el Dr. Xin Hou.

Mediante el uso de variedades mutantes especiales de plantas que producen una señal esencial derivada de carotenoides, así como inhibidores químicos que bloquean su producción, los investigadores de WSU y ANU pudieron demostrar cómo las plantas usan esta señal para controlar la coloración verde de las plantas sanas. cloroplastos cuando se exponen a la luz.

Este hallazgo confirma que los carotenoides son más que simples componentes estructurales de los plástidos que producen energía: también proporcionan señales químicas que controlan cómo las plantas germinan en la oscuridad y producen cloroplastos verdes de recolección de luz cuando alcanzan la superficie.

El profesor Barry Pogson destacó que «los cloroplastos son un motor de recolección de energía luminosa de la planta y demostramos que los carotenoides proporcionan una señal importante en el control del desarrollo estructural de los cloroplastos».

Comprender las vías de señalización de carotenoides ha abierto nuevas oportunidades para desarrollar nuevos compuestos funcionales para las plantas que podrían mejorar el color, la nutrición, el sabor y el desarrollo de las plantas .

La investigación «Un apocarotenoide derivado de cis-caroteno regula el desarrollo de etioplastos y cloroplastos » se publicó en eLife .


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