Investigadores de la Universidad de Kumamoto en Japón han tenido éxito en la primera visualización del mundo de una 'pared' de peptidoglucano presente en los cloroplastos de briófitos plantas de musgo. Hasta ahora, los cloroplastos de plantas verdes se consideraban rodeados solo por dos sobres.Los resultados de esta investigación anulan la sabiduría convencional sobre la estructura de los cloroplastos.
El cloroplasto es un plastidio orgánulo que lleva a cabo la fotosíntesis en las células vegetales. La teoría actualmente aceptada de su origen establece que una cianobacteria, que originalmente tenía capacidad fotosintética, fue engullida por una célula eucariota hace más de mil millones de años y eventualmentese convirtió en el cloroplasto.Los cloroplastos, como sus antepasados de cianobacterias, proliferan a través de la división.
Las cianobacterias tienen un componente de capa de peptidoglucano en sus paredes celulares, pero esta capa nunca se ha observado en los cloroplastos de las plantas verdes. Hasta hace poco, se pensaba que el cloroplasto había perdido esta capa a lo largo de su evolución. Sin embargo, dos grupos de investigación separados, La Universidad de Friburgo, Alemania en 1997 y la Universidad de Kumamoto en 2002 y 2003, mostraron que algunas plantas que se pensaba que habían perdido la capa de peptidoglicano reaccionan a los antibióticos con la división inhibida del cloroplasto. Además, los hallazgos de la Universidad de Kumamoto sugirieron firmemente que los antibióticos se dirigen específicamente al peptidoglucanobiosíntesis en el cloroplasto de musgo. Esto hizo que los investigadores de la Universidad de Kumamoto se preguntaran si realmente existía una capa de peptidoglucano a pesar de que aún no se había observado, y así comenzó su investigación.
"Decidimos hacer nuestro análisis utilizando el musgo, Physcomitrella patens", dijo el profesor Hiroyoshi Takano de la Escuela de Graduados de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Kumamoto. "Aislamos un gen de musgo que era homólogo a un gen bacteriano que codifica la enzima D-alanina: D-alanina ligasa Ddl. Esta enzima es responsable de combinar 2 moléculas de D-alanina en la molécula única D-alanil-D-alanina D-Ala-D-Ala cuyo único propósito dentro de la célula es la biosíntesisde peptidoglicano. Luego, utilizamos una técnica de selección genética para generar plantas genéticamente modificadas sin ese gen ".
Los investigadores encontraron que el tamaño de los cloroplastos de las plantas mutantes aumentó considerablemente y la división de cloroplastos pareció inhibirse. Luego, cultivaron las plantas mutantes en un medio suplementado con D-Ala-D-Ala que condujo a una recuperación dedivisión de cloroplastos. Esto sugirió que la planta de musgo usaba peptidoglucano en la división de cloroplastos.
Además, los investigadores unieron una molécula fluorescente a D-Ala-D-Ala y observaron los resultados a través de un microscopio de fluorescencia. D-Ala-D-Ala fluorescente que rodea el cloroplasto proporcionó una prueba visual de la existencia de la "pared" de peptidoglicanoalrededor del cloroplasto.
"Creemos que la estructura de 'pared' del cloroplasto de musgo está estrechamente involucrada tanto en la división como en la morfología del cloroplasto", dijo el profesor Takano. "La estructura de 'pared' de los cloroplastos en las plantas verdes se había considerado perdida durante laprimeros días de la endosimbiosis. Los datos genómicos muestran que esta pared de peptidoglucano ha desaparecido en las angiospermas, pero hemos demostrado por primera vez que permanece en una planta de musgo. Al igual que el musgo, las plantas terrestres basales también pueden usar peptidoglucano para la división del cloroplasto.El descubrimiento de este 'muro' es un descubrimiento importante que reescribe el libro sobre la estructura fundamental del cloroplasto ".
Este hallazgo fue publicado en La célula vegetal el 20 de junio de 2016.
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Materiales proporcionado por Universidad de Kumamoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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