Los cloroplastos y su papel como “sensores” de estrés ambiental

Escrito por México haz algo en Acción medioambiental,Conservación,Ecosistemas 13 mayo 2016

Hoy en día, se conoce bien la función de las mitocondrias y los cloroplastos en la producción de energía celular. Asimismo, se sabe que estos orgánulos poseen material genético como resultado de su origen endosimbiótico, – simbiosis primitiva de una bacteria dentro de otra célula -. Dichos genes les ayudan a enviar señales hacia el núcleo para informarle sobre su estado, proceso conocido como “señalización retrógrada”. Tanto las mitocondrias como los cloroplastos aprovechan este mecanismo para pedirle al núcleo las proteínas que requieren, y ejerzan adecuadamente su función de productores de energía.

Sin embargo, un estudio concretado por expertos del Centro de Investigación en Agrigenómica apunta que los efectos de la señalización retrógrada en plantas van mucho más allá de lo que hasta ahora se había descrito. El trabajo comprobó que tal señalización también puede modular el desarrollo global de la planta y hasta imponerse jerárquicamente al núcleo.

“Ahora sabemos que, al igual que la señalización de la mitocondria al núcleo regula procesos clave en los animales [como la división celular], el cloroplasto también regula el desarrollo de la planta por un mecanismo que hemos podido describir a nivel molecular”, señaló Elena Monte, investigadora principal del estudio.

Los autores usaron pequeñas plántulas de Arabidopsis thaliana en proceso de desarrollo guiado por luz (fotomorfogénesis) para investigar el citado mecanismo molecular.

Existe información de que el gen nuclear GLK1 desempeña un papel clave en el proceso de la fotomorfogénesis. Tal gen es regulado por la señalización retrógrada y por unas proteínas de nombre PIF (acrónimo en inglés de factores que interactúan con el fitocromo), que tienen sensibilidad a la luz. En condiciones normales, si la plántula se encuentra en la oscuridad (cuando aún no emerge de la tierra), las proteínas PIF se hallan en abundancia y evitan la acción de GLK1; pero cuando brota y recibe luz, las proteínas PIF se degradan, propiciando que GLK1 promueva el desarrollo fotomorfogénico, en el cual la planta extiende sus hojas y adquiere la clorofila, y en consecuencia, el color verde.

Asimismo, la investigación descubrió que cuando el cloroplasto se daña (por ejemplo, al aplicar un fármaco) o detecta condiciones ambientales estresantes (como someter a la planta a iluminación excesiva), la expresión de GLK1 disminuye en respuesta a las señales retrógradas enviadas por el cloroplasto, mediante un mecanismo independiente de PIF. Con ello, el desarrollo vegetal se detiene y la planta evita el daño fotoxidativo, esperando que las condiciones nuevamente sean favorables para que continúe creciendo. En síntesis, el cloroplasto actúa como una especie de sensor de estrés que puede tomar temporalmente la dirección de la célula al núcleo, para de esa forma modificar el desarrollo de la planta y protegerla.

De acuerdo con Elena Monte, este avance puede ayudar a encontrar soluciones para que las plantas hagan frente al aumento de la radiación, y por lo tanto, al estrés lumínico, como consecuencia del cambio climático.

Fuente: Agencia ID


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