Las células vegetales tienden a crecer más en lugar de más anchas debido a la alineación de las muchas capas de celulosa que forman sus paredes celulares, según un nuevo estudio que puede tener implicaciones para la investigación de biocombustibles. El estudio, que aparece en línea el 4 de febreroen el Revista de botánica experimental , revela que la proteína CSI1 y el ángulo alterno de las capas de la pared celular, creando un patrón en espiga, son críticos para el crecimiento celular.
"Cuando las células vegetales crecen, tienden a expandirse considerablemente a lo largo de su longitud sin aumentar mucho su ancho", dijo Ying Gu, profesor asociado de bioquímica y biología molecular y miembro de la facultad cofinanciado en los Institutos de Energía y Medio Ambiente dePenn State y autor principal del estudio. "En general, se cree que los microtúbulos, estructuras que forman el" esqueleto "de la célula, se envuelven alrededor de la célula como anillos en un barril, lo que restringe el crecimiento en anchura. Queríamos saber quéregula el crecimiento en la longitud de la celda y descubrió que la historia es más complicada que solo los anillos en un barril ".
El equipo confirmó por primera vez que una proteína que previamente habían identificado como importante para la creación de celulosa, el componente principal de las paredes celulares, también es importante para el crecimiento celular. Una forma mutante de la especie modelo berro thale, Arabidopsis thaliana,sin la proteína conocida como "celulosa sintasa interactiva 1" CSI1 mostró un crecimiento severamente reducido, incluso en presencia de una hormona de crecimiento. Una prueba de seguimiento indicó que este crecimiento reducido puede deberse a cambios en la pared celular del mutante.
"Por capricho, uno de mis estudiantes de posgrado decidió realizar una prueba de fluencia, donde las células de las plantas se estiran bajo condiciones ácidas", dijo Gu. "Las condiciones ácidas generalmente instigan el crecimiento celular, pero el mutante que carece de CSI1 no se alargódurante la prueba. Esto sugirió que el problema podría estar relacionado con la pared celular o la arquitectura celular, lo cual fue una sorpresa ".
Las paredes celulares de las plantas están compuestas de muchas capas, de 10 a 20 en berros de thale y de 50 a 100 en muchas otras especies. Cada capa está compuesta de proteínas y microfibras de celulosa, que son depositadas por el complejo de celulosa sintasa, con la ayuda deCSI1, ya que el complejo sigue a lo largo de un microtúbulo. Las microfibras en una capa dada se depositan en un ángulo de aproximadamente 60 grados en comparación con las microfibras en la capa anterior. Los ángulos alternos de las microfibras en cada capa crean un patrón en espiga y producen lo que los científicosllamar paredes cruzadas de polilamelato.
"CSI1 actúa como una proteína enlazadora, ayudando al complejo de celulosa sintasa a depositar microfibras", dijo Gu. "Pensamos que sin CSI1, las microfibras en el mutante se depositarían en orientaciones aleatorias. En cambio, encontramos que las microfibras en cada capatodos fueron depositados en la misma dirección, lo que fue una gran sorpresa "
Los investigadores luego interrumpieron farmacológicamente el patrón de espiga en las paredes celulares de una planta normal, lo que evitó que las células crecieran normalmente incluso en presencia de una hormona de crecimiento. Estos resultados sugieren que las paredes de polilamelato cruzado son parte integral del crecimiento celular en las plantas.
"Es posible que CSI1 ayude a iniciar el cambio de ángulo entre capas", dijo Gu. "Planeamos investigar esta hipótesis en el futuro".
Según su estudio, los investigadores creen que CSI1 y la estructura de la pared de polilamelato cruzado son fundamentales para el alargamiento de las células y sugieren que las teorías existentes sobre el crecimiento celular, así como la analogía de los anillos en un barril, son incompletasMejorar la comprensión de cómo las células vegetales construyen celulosa y paredes celulares eventualmente podría ayudar a los científicos a separarlo más fácilmente para su uso en biocombustibles.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Gail McCormick. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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