Agricultura Botánica y Genética

Los científicos ven cómo las plantas optimizan su reparación


Los investigadores dirigidos por un biólogo de la Universidad Estatal de Washington han encontrado el mecanismo óptimo por el cual las plantas sanan el equivalente botánico de una quemadura solar grave.


por la Universidad Estatal de Washington


Su trabajo, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , podría conducir al desarrollo de cultivos que puedan reparar el daño del sol más fácilmente, mejorando los rendimientos y la rentabilidad.

Helmut Kirchhoff, profesor asistente en el Instituto de Química Biológica de WSU y autor correspondiente del artículo de PNAS , dijo que las plantas han tenido que lidiar con el daño solar desde la evolución de la fotosíntesis hace unos 3.500 millones de años. El proceso produce energía para la planta, pero también crea moléculas de oxígeno modificadas, llamadas especies reactivas de oxígeno , o ROS, que pueden dañar las proteínas y otras moléculas importantes de la planta.

«La producción de ROS no se puede evitar, solo se minimiza», dijo Kirchhoff. «Se convierte en un gran problema para las plantas en condiciones ambientales desfavorables, como demasiado calor, demasiada luz o una nutrición insuficiente».

Kirchhoff y sus colegas se centraron en un sistema especializado de membranas fotosintéticas dentro del cloroplasto, que convierte la luz solar en energía. Las membranas contienen nanomáquinas sofisticadas a escala molecular que son el objetivo principal del daño oxidativo. Otras nanomáquinas pueden reparar el daño.

Investigadores anteriores descubrieron que las máquinas hacen reparaciones en varios pasos. Cada paso depende del éxito de su predecesor, y Kirchhoff y sus colegas determinaron que el orden requerido de pasos se establece mediante la separación de diferentes proteínas de reparación en diferentes regiones de membrana. Esta compartimentación está garantizada por el plegado de la membrana.

«Hasta ahora, no se sabía cómo se garantiza el orden de los eventos», dijo Kirchhoff. «Nuestros resultados sugieren que tenemos que comprender las características estructurales y la dinámica de las membranas fotosintéticas para comprender la reparación de las nanomáquinas que convierten la energía. Esto no se había apreciado antes».

Es posible que esta información pueda ayudar a los científicos a generar mutaciones de plantas con arquitecturas de membrana que realicen reparaciones más eficientes, dijo Kirchhoff. Las plantas pueden ser adaptadas por regiones geográficas o zonas climáticas.

«Podría ser bueno mejorar la maquinaria de reparación en climas cálidos y brillantes», dijo, «pero sería contraproducente para las zonas de clima templado».


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