Una proteína llamada fitocromo B, que puede detectar la luz y la temperatura, desencadena el crecimiento de las plantas y controla el tiempo de floración. No se comprende completamente cómo lo hace.
en un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , un grupo de biólogos celulares dirigido por Meng Chen, profesor de botánica y ciencias de las plantas en la Universidad de California, Riverside, revela que la molécula de fitocromo B tiene una dinámica inesperada activada por la temperatura y se comporta de manera diferente dependiendo de la temperatura y el tipo deligero.
A medida que el cambio climático calienta el mundo, los patrones de crecimiento de los cultivos y los tiempos de floración cambiarán. Una mejor comprensión de cómo los fitocromos regulan los ritmos estacionales del crecimiento de las plantas ayudará a los científicos a desarrollar cultivos para un crecimiento óptimo bajo el nuevo clima de la Tierra e incluso podría arrojar luz sobrecáncer en animales.
Los fitocromos cambian entre formas activas e inactivas, como un interruptor binario controlado por la luz y la temperatura. En la luz solar directa, como en campos abiertos, los fitocromos se encienden y absorben la luz roja lejana. Esta forma activa inhibe el alargamiento del tallo, lo que limitaqué tan altas pueden crecer las plantas bajo la luz solar directa.
En la sombra, los fitocromos son menos activos, absorben el rojo. Esta forma "apagada" libera la inhibición del crecimiento del tallo, por lo que las plantas crecen más altas en la sombra para competir con otras plantas por más luz solar.
Dentro de la célula, la luz hace que los fitocromos "encendidos" se unan en unidades llamadas fotocuerpos dentro del núcleo celular. Cuando el fitocromo B está apagado, reside fuera del núcleo celular. Se mueve dentro del núcleo cuando está "encendido" y cambia la expresión degenes y patrones de crecimiento.
Los cambios en la luz alteran el tamaño y el número de todos los focos. El grupo de Chen ahora ha mostrado que la temperatura altera los focos individuales.
Su grupo examinó el comportamiento de las células expuestas a diferentes temperaturas y condiciones de luz de las hojas y tallos de Arabidopsis thaliana, una planta utilizada como modelo estándar en la ciencia de la botánica. El objetivo era monitorear cómo cambian los fotocuerpos en respuesta a la temperatura.
El entendimiento actual es que los fitocromos forman fotocuerpos solo en el estado "activado".
Chen y los coautores Joseph Hahm, Keunhwa Kim y Yongjian Qiu, miembros del grupo de investigación de Chen en UC Riverside, esperaban que el aumento de la temperatura tendría un efecto similar al de la sombra: apagaría los fitocromos.los cuerpos de las fotos desaparecerían, como en la sombra.
Los resultados fueron completamente inesperados.
El equipo descubrió que el aumento de la temperatura no causaba la desaparición de todos los cuerpos fotográficos a la vez. En cambio, los cuerpos específicos desaparecieron en rangos específicos de temperatura. El aumento de la temperatura redujo gradualmente la cantidad de cuerpos fotoeléctricos a medida que desaparecían selectivamente.
"Descubrimos que un subconjunto de cuerpos fotoestables termoestables puede persistir incluso en temperaturas cálidas", dijo Chen. "El resto de los focos desaparecerían en cada etapa de baja temperatura. Antes pensábamos que todos los focos eran iguales, pero ahora nosotrossé que todos son diferentes "
El mecanismo que los hace desaparecer selectivamente debe ser diferente del mecanismo que los hace desaparecer a la sombra. Esto sugiere que los fotocuerpos individuales podrían ser sensores para rangos de temperatura específicos.
El estudio también mostró que el fitocromo B reacciona a la temperatura desde dos ubicaciones diferentes en la molécula. La primera parte detecta la temperatura; la segunda parte forma focos. Los focos formados por esta segunda ubicación son insensibles a la temperatura. Esto muestra que la luz y la temperatura son detectadas porla misma parte de la molécula pero da como resultado comportamientos diferentes.
"Los fotocuerpos son complejos de proteínas grandes y dinámicos. Nuestros resultados sugieren que cada uno de ellos podría tener una composición diferente", dijo Chen. "Lo que pensamos es que la composición única de los fotocuerpos individuales los hace reaccionar a la temperatura de manera diferente. Estudios futuros sobrecomprender las características únicas de cada cuerpo fotográfico probablemente descubrirá los mecanismos subyacentes de la detección de temperatura y la regulación de la expresión génica sensible a la temperatura en las plantas ".
Además de ayudar a desarrollar plantas que prosperarán en un mundo en calentamiento, este trabajo podría ayudar a los científicos a aprender más sobre el cáncer en los animales. Las proteínas en las células animales también forman focos relacionados de alguna manera con el cáncer, pero su papel en la expresión y regulación de geneses desconocido.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Holly Ober. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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