Agricultura Botánica y Genética Resto del Mundo

Las plantas usan una única ruta de comunicación cuando desarrollan nuevos cloroplastos


Investigadores en Japón y el Reino Unido han descubierto nuevos detalles de cómo las hojas jóvenes construyen sus primeros cloroplastos, las fábricas de energía de las células vegetales.


por la Universidad de Tokio


Los investigadores identificaron un nuevo papel para una proteína que se identificó por primera vez hace 25 años, pero que hasta ahora había desafiado la caracterización.

Cuando una nueva planta germina de una semilla y comienza a crecer sus primeras hojas, está en una carrera de supervivencia para construir sus cloroplastos. Sin cloroplastos para convertir la luz solar en energía, esa luz solar que da vida quema la planta de adentro hacia afuera al producir químicos dañinos llamados especies reactivas de oxígeno. La construcción de los cloroplastos requiere una transmisión de señales de comunicación entre el cloroplasto en desarrollo y el centro central de ADN de la célula vegetal , el núcleo.

Se sabía que la proteína que los investigadores caracterizaron, GUN1, tenía un papel importante en esta comunicación entre el cloroplasto y el núcleo, pero los detalles de su papel seguían sin estar claros.

«GUN1 ha sido un misterio durante tanto tiempo», dijo el profesor Tatsuru Masuda de la Universidad de Tokio, líder de la investigación en curso y autor final de la publicación reciente en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias .

Anteriormente, GUN1 era difícil de estudiar porque, aunque las células de las plantas producen más durante toda su vida, la proteína se degrada rápidamente bajo la luz solar.

El equipo de investigación reveló que GUN1 influye en la producción y liberación de otra molécula de comunicación propuesta.

Durante los primeros días de desarrollo de la hoja y los tiempos sin luz solar, GUN1 se une a una molécula que contiene hierro que recientemente se hizo famosa por la industria alternativa de la «carne» a base de plantas: el hemo vegetal.

El hemo vegetal es parte de una clase de compuestos químicos llamados tetrapirrol, moléculas grandes construidas a partir de cuatro anillos de pentágono que atan átomos de metal en su centro, como el hierro (hemo) o el magnesio (clorofila). Los tetrapirrol son una clase antigua de moléculas esenciales para la vida en la mayoría de los organismos. Aunque los investigadores entienden cómo se construyen los tetrapirrol, se sabe poco acerca de cómo se mueven alrededor de la célula y qué hacen en sus viajes.

En una serie de experimentos utilizando GUN1 aislado de hojas de plantas jóvenes, los investigadores observaron que la proteína se une directamente al hemo y otros tetrapirrol, controlando así la producción de hemo de la célula.

«Proponemos que GUN1 se una al hemo para evitar que se mueva del cloroplasto al núcleo, lo que puede ayudar a asegurar que los cloroplastos se desarrollen eficientemente», dijo Masuda.

Dado que GUN1 se degrada en presencia de luz solar, solo libera hemo para enviar una señal al núcleo mientras hay luz disponible para que los cloroplastos se sinteticen en energía.

«Comprender cómo se construyen los cloroplastos naturalmente puede algún día permitirnos manipular potencialmente cómo las plantas realizan la fotosíntesis en condiciones desfavorables, como bajo luz de muy alta o muy baja intensidad», dijo Masuda.

GUN1 es parte de un grupo de seis mutaciones genéticas que afectan la forma en que se comunican el cloroplasto y los genomas nucleares. Las otras proteínas GUN también interactúan con otros tipos de moléculas de tetrapirrol. Los investigadores esperan que ahora, habiendo caracterizado todas las proteínas de PISTOLA, conduzca a una comprensión más detallada de cómo los tetrapirrol contribuyen a la comunicación del cloroplasto al núcleo.

«Nuestros próximos pasos serán determinar exactamente dónde a lo largo de la proteína GUN1 se une al hemo u otros tetrapirrol, y continuar rastreando el transporte de hemo alrededor de la célula», dijo Masuda.


Leer más


One Reply to “Las plantas usan una única ruta de comunicación cuando desarrollan nuevos cloroplastos

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *