Los clorosplastos funcionan también como sensores del estrés ambiental

Los clorosplastos funcionan también como sensores del estrés ambiental

La función principal de las mitocondrias y los cloroplastos en la producción de energía celular es bien conocida. También lo es el hecho de que estos orgánulos están dotados de material genético (como resultado de su origen endosimbiótico, esto es, la simbiosis primitiva de una bacteria dentro de otra célula). Tales genes les permiten enviar señales al núcleo para informarle de su estado, lo que se conoce como señalización retrógrada. Mitocondrias y cloroplastos utilizan este mecanismo para solicitar al núcleo las proteínas necesarias y ejercer así su función de productores de energía correctamente.
Ahora, un estudio llevado a cabo por un equipo del Centro de Investigación en Agrigenómica describe que los efectos de la señalización retrógrada en las plantas van mucho más allá de lo que se había descrito hasta ahora. Se ha comprobado que, además, tiene la capacidad de modular el desarrollo global de la planta e incluso puede 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», comenta la investigadora principal del estudio, Elena Monte.
El cloroplasto toma la dirección
Los autores utilizaron pequeñas plántulas de Arabidopsis thaliana en proceso de desarrollo guiado por la luz (fotomorfogénesis) para investigar el mencionado mecanismo molecular.
Se sabía que el gen nuclear GLK1 desempeña un papel clave en el proceso de la fotomorfogénesis. Se trata de un gen que está regulado por la señalización retrógrada y por unas proteínas denominadas PIF (siglas en inglés de factores que interactúan con el fitocromo), que son sensibles a la luz. En condiciones normales, cuando la plántula se halla en la oscuridad (cuando todavía no ha emergido de la tierra), las proteínas PIF son abundantes y evitan la acción de GLK1; pero cuando brota y le llega la luz, las proteínas PIF se degradan, lo que permite a GLK1 promover el desarrollo fotomorfogénico, proceso en el que la planta extiende las hojas y adquiere la clorofila y, por lo tanto, el color verde.
Además, en el presente estudio se ha demostrado que, cuando el cloroplasto se daña (por ejemplo, al aplicar un fármaco) o detecta que las condiciones ambientales son estresantes (por ejemplo, al someter a la planta a una iluminación excesiva), la expresión de GLK1 disminuye en respuesta a las señales retrógradas enviadas por el cloroplasto, a través de un mecanismo independiente de PIF. Gracias a ello, el desarrollo vegetal se frena y la planta evita el daño fotoxidativo, quedando a la espera de que las condiciones vuelvan a ser favorables para crecer. En resumen, el cloroplasto funciona como una antena sensora de estrés capaz de tomar temporalmente la dirección de la célula al núcleo para modificar el desarrollo de la planta y protegerla.
Para Elena Monte, «este trabajo contribuye a entender cómo los orgánulos endosimbióticos en eucariotas pueden cambiar el desarrollo global del organismo. Este avance puede ayudar a encontrar soluciones para que las plantas puedan hacer frente al aumento de la radiación, y por tanto, al estrés lumínico, como consecuencia del cambio climático», añade la experta.
Fuente: Centro de Investigación en Agrigenómica

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