Para hacer frente a los cambios en su entorno acuático y las deficiencias de nutrientes que pueden resultar Chlamydomonas reinhardtii , una alga móvil de una sola célula, debe adaptar su metabolismo para la subsistencia, especialmente en términos de azúcar. Esta última es producida por la fotosíntesis. Para este fin, las plantas y las algas usan estructuras celulares internas llamadas cloroplastos, que están equipadas con complejos de proteínas, los fotosistemas. Si faltan ciertos nutrientes, como el hierro, el alga desmantela temporalmente sus fotosistemas para reciclar algunos de sus componentes. Investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, han identificado una proteína que juega un papel distintivo en estereciclaje. Sus resultados se describen en la revista La célula vegetal .
La fotosíntesis permite que las plantas produzcan su propio azúcar usando la luz solar. Este proceso tiene lugar dentro de compartimentos celulares específicos, los cloroplastos. La energía de la luz es capturada por la clorofila y convertida en energía química dentro de dos complejos de proteínas llamados fotosistemas I y II, para producirazúcares
Michel Goldschmidt-Clermont, profesor del Departamento de Botánica y Biología Vegetal de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, estudia el funcionamiento interno de la fotosíntesis en Chlamydomonas reinhardti i, un alga unicelular de natación utilizada como organismo modelo ". Cuando este microorganismo se encuentra en un ambiente agotado del hierro nutriente, debe adaptar su metabolismo para asegurar su crecimiento y multiplicación. Esta adaptación implica el desmantelamiento defotosistema I, que permite que la célula recupere el hierro que contiene. La alga luego consumirá otros nutrientes para superar la escasez de azúcar ", dice el investigador.
Los biólogos querían averiguar cómo responde exactamente el alga a la deficiencia de hierro y cómo se realiza el desmantelamiento del fotosistema I, que está compuesto por muchas subunidades que unen unos 200 pigmentos y cofactores ". Hemos identificado una proteína codificada en el ADNdel núcleo, llamado Mac1, y demostró que es necesario para la producción de una subunidad del fotosistema I que, por el contrario, está codificada en el genoma del cloroplasto ", explica Damien Douchi, investigador del grupo de Ginebra y primer autor del estudio.De hecho, los cloroplastos poseen su propio ADN y sintetizan algunas de sus proteínas. Por lo tanto, el reciclaje de hierro resulta de un diálogo entre genes expresados tanto en el núcleo de la célula como en los cloroplastos.
Las alteraciones de la proteína reflejan la falta
En colaboración con investigadores de la Universidad Humboldt de Berlín y la Universidad Pierre et Marie Curie de París, los científicos observaron que, cuando el hierro escasea, la proteína Mac1 sufre cambios bioquímicos y su cantidad disminuye ". Estos cambios probablemente significan queel cloroplasto recibe una señal. Mientras se desmantelan los fotosistemas existentes I, se inhibe la producción de nuevas subunidades del fotosistema I porque Mac1 no está presente en cantidad suficiente en el cloroplasto ", señala Michel Goldschmidt-Clermont. Los biólogos de UNIGE ahora están tratando deestablecer cómo se percibe y transmite la deficiencia de hierro a Mac1 durante esta respuesta que apunta a la mejor asignación del hierro disponible.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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