Durante la germinación, el embrión dentro de la semilla debe convertirse en una plántula joven capaz de fotosíntesis en menos de 48 horas. Durante este tiempo, se basa únicamente en sus reservas internas, que se consumen rápidamente. Por lo tanto, debe crear rápidamente cloroplastos funcionales,Organelos celulares que le permitirán producir azúcares para asegurar su supervivencia. Investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE y la Universidad de Neuchâtel UniNE, Suiza, han revelado en la revista Biología actual los elementos clave que controlan la formación de cloroplastos a partir de proplastidos, orgánulos hasta ahora poco estudiados. Tal mecanismo asegura una transición rápida al crecimiento autónomo, tan pronto como la semilla decida germinar.
La sorprendente propagación y diversificación de plantas con flores en ambientes terrestres se debe principalmente a la aparición de semillas durante la evolución. El embrión, que está inactivo, está encapsulado y protegido en una estructura muy resistente, lo que facilita su dispersión. En esta etapa,no puede realizar la fotosíntesis y, durante la germinación, consumirá las reservas nutritivas almacenadas en la semilla. Este proceso induce la transformación de un embrión fuerte en una plántula frágil ". Esta es una etapa crítica en la vida de una planta, que esestrechamente regulado, en particular por la hormona del crecimiento ácido giberélico AG. La producción de esta hormona se reprime cuando las condiciones externas son desfavorables ", explica Luis López-Molina, profesor del Departamento de Botánica y Biología Vegetal de la Facultad de Ciencias de la UNIGE.
Importar proteínas enviadas a la destructora de células
El despertar del embrión provoca la diferenciación de sus proplastidos en cloroplastos, fábricas biológicas capaces de producir azúcar gracias a la fotosíntesis. "Miles de proteínas diferentes deben importarse a los cloroplastos en desarrollo, y este proceso solo puede tener lugar en presencia deuna proteína llamada TOC159. Si falta, la planta se agotará en cloroplastos y seguirá siendo albina ", explica Felix Kessler, Director del Laboratorio de Fisiología Vegetal y Vicerrector de la UniNE.
¿Cómo decide la semilla si desea mantener el embrión en un estado protegido o, por el contrario, arriesgarse y dejar que germine? "Hemos descubierto que, mientras se suprime la GA, se establece un mecanismo,lo que garantiza que las proteínas TOC159 se transporten al contenedor de desechos celulares para que se degraden ", explica Venkatasalam Shanmugabalaji, investigador del grupo Neuchâtel y primer autor del estudio. Además, se necesitan otras proteínas para la fotosíntesis, de las cuales TOC159 facilita la importación,sufrir el mismo destino
Un biomecanismo de alto rendimiento
Cuando las condiciones externas se vuelven favorables para la germinación, la concentración de GA aumenta en la semilla. Los biólogos descubrieron que altas concentraciones de esta hormona bloquean indirectamente la degradación de las proteínas TOC159. Por lo tanto, esta última puede insertarse en la membrana de los proplastidos y permitir laimportación de cargas de proteínas fotosintéticas, que también escapan del contenedor de basura celular.
La génesis de los primeros cloroplastos funcionales, implementados en menos de 48 horas, por lo tanto asegura una transición rápida de un crecimiento que depende de las reservas del embrión a un desarrollo autónomo. Este mecanismo de alto rendimiento contribuye a la supervivencia de la plántula en un inhóspitoentorno, en el que tendrá que enfrentar muchos desafíos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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