Los investigadores de plantas de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg MLU están proporcionando nuevas ideas sobre la división celular básica en las plantas. Los científicos han logrado comprender cómo se coordinan los procesos que son fundamentales para separar adecuadamente las células hijas durante la división celular.publicación El diario EMBO , describen las tareas de ciertos bloques de construcción de membrana y cómo las plantas se ven afectadas cuando estos bloques de construcción se ven afectados.
Para su estudio, los investigadores de la planta examinaron las raíces de la planta de berro thale Arabidopsis thaliana . Cultivaron plantas normales y plantas en las que desactivaron artificialmente ciertas enzimas que afectan la composición de las membranas. "Queríamos descubrir qué bloques de construcción de membrana son importantes para la división celular y por qué", explica el profesor Ingo Heilmann de MLU.
Para que las plantas se desarrollen, sus células tienen que dividirse. Primero, el material genético ubicado en el núcleo celular se divide. Dos núcleos celulares completamente nuevos se forman a partir del material genético duplicado. Los otros componentes de la célula, por ejemplo los cloroplastos yLas mitocondrias se distribuyen entre las dos células hijas futuras. Todo esto tiene lugar en la célula madre.
Solo entonces las células hijas se separarán por una nueva pared celular. Todo el proceso se puede comparar con un sitio de construcción. Primero, se forma un andamio temporal hecho de fibras proteicas, el llamado fragmoplast, en el centro de la célulaAl igual que las vías del ferrocarril, estas fibras guían los materiales de construcción necesarios para la pared celular. Pequeñas burbujas transportan gradualmente nuevo material de la pared celular a lo largo de los rieles. Esto se ensambla mediante una compleja maquinaria de fusión para formar una estructura más grande: la placa celular.la placa continúa creciendo en sus bordes desde el centro de la célula hacia afuera hasta que un disco de la pared celular separa completamente las células hijas una de la otra ". La maquinaria de fusión tiene que coordinar correctamente las fibras de proteína para que todo funcione correctamente, de lo contrario los vagones de cargatransportar el material de la pared celular al lugar equivocado o en el momento equivocado y la formación de la placa celular cesará ", explica Heilmann.
Utilizando experimentos bioquímicos y de biología celular, su grupo de investigación pudo demostrar que PI4P, un bloque de construcción de membrana, desempeña dos funciones durante la división celular: PI4P no solo controla la actividad de la maquinaria de fusión, sino que también garantiza que el nuevo material sea transportadoen la dirección correcta. Por primera vez, los investigadores pudieron demostrar que PI4P ayuda a garantizar que el andamio de proteínas del fragmoplast se ensamble y desmonte en los lugares correctos. En plantas normales, esto da como resultado células regulares que se unen perfectamentey le da a la planta la estabilidad necesaria.
Sin embargo, en las plantas mutadas, los científicos observaron defectos graves en la división celular: encontraron células agrandadas que contenían varios núcleos celulares como resultado de la separación fallida de las células hijas. Algunas células no pudieron dividirse por completo, el tejido celular era caótico, y hubo enormes diferencias en los tamaños de las células individuales. "Este no es un tejido feliz. Hace que toda la planta sea más inestable, reduce su tamaño e impacta cómo se adapta a los estímulos ambientales", explica Heilmann.
Los resultados del grupo de investigación de Halle ayudan a comprender mejor la dinámica del citoesqueleto de microtúbulos de la planta. El citoesqueleto no solo determina la dirección de los procesos de transporte celular durante la división celular, sino que también dirige el crecimiento general de la planta. Por lo tanto, los nuevos hallazgospodría tener consecuencias de largo alcance, por ejemplo, en el depósito de celulosa en las paredes celulares de las plantas y, por lo tanto, en la producción de biomasa y celulosa. Sin embargo, primero se debe determinar si los hallazgos también se pueden aplicar a otras plantas y cómo la actividad de las enzimasinvestigado aquí puede regularse específicamente.
El estudio fue financiado por Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG, Fundación de Investigación Alemana y una subvención del Consejo de Becas de China, y se llevó a cabo en cooperación con el Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Plantas de Cultivo IPK Gatersleben.
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Materiales proporcionado por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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