6533b827fe1ef96bd128585e

RESEARCH PRODUCT

Funció de membres de la família de transportadors copt en l'homeòstasi del coure d'Arabidopsis Thalina

subject

description

El coure (Cu) és un element essencial per tal de dur a terme les reaccions de transferència d’electrons en els organismes de metabolisme aerobi. Tanmateix, la citotoxicitat associada a l’excés de Cu, deguda a la producció d’espècies reactives d’oxigen (ROS), implica l’existència de mecanismes homeostàtics regulats de forma precisa. La majoria dels elements de la xarxa homeostàtica del Cu està conservada en els organismes eucariotes. Els transportadors de Cu d’alta afinitat CTR/COPT hi participen durant el procés d’adquisició del metall sota condicions de deficiència. En la present tesi s’escomet l’establiment dels rangs nutricionals de Cu i la identificació de marcadors moleculars associats en la planta model Arabidopsis thaliana. En base als resultats obtesos, se suggereix que els medis ½MS suplementats amb una concentració entre 0.5 i 1 M de CuSO4 comprenen el rang de suficiència de Cu. Per altra banda, l’excés de Cu s’associa als medis suplementats amb una concentració igual o superior a 5 M CuSO4, mentre que la deficiència de Cu s’estableix en els medis suplementats amb una concentració inferior a 0.5 M de CuSO4. El patró d’expressió dels mRNA regulats per Cu suggereix que COPT2 i FSD1 esdevenen marcadors moleculars per detectar el dèficit de Cu, mentre que l’expressió de CCS i CSD1 s’associa a rangs òptims. Atenent a aquests paràmetres, s’ha aportat noves evidències de què el medi ½ MS comercial, considerat un medi estàndard per créixer plantes, esdevé un medi deficient en Cu. En segon lloc, s’ha abordat la caracterització de les proteïnes COPT2, COPT6 i COPT5 d’Arabidopsis thaliana. Podem concloure que COPT2 i COPT6 constitueixen, junt amb COPT1, els transportadors de membrana plasmàtica. Ara bé, mentre que sota condicions de deficiència de Cu COPT1 i COPT2 s’expressen fonamentalment a l’arrel principal amb un patró no solapant, COPT6 és un gen d’expressió exclusiva a la part aèria, els nivells del qual no s’alteren per Cu. La importància del Cu en la planta es reflecteix en què tots tres transportadors de membrana plasmàtica s’expressen a l’embrió i als teixits reproductius, i s’evidencia pels fenotips dels mutants per pèrdua de funció. Tot i que els mutants de pèrdua d’expressió copt2 no exhibeixen alteracions en deficiència de Cu, els mutants COPT1 antisentit manifestaven una disminució en el contingut de Cu endogen i alteracions morfològiques en el gra de pol•len, mentre que la línia mutant copt6 produeix menys llavors que les línies silvestres en condicions de dèficit de Cu. COPT5, per la seua banda, esdevé un transportador intracel•lular probablement associat al compartiment prevacuolar (PVC) d’expressió àmplia en el cos de la planta, a excepció de les anteres i del gra de pol•len, preferentment a nivell de feixos vasculars i nervadures. La manca d’expressió de COPT5 en els mutants per pèrdua de funció causa una hipersensibilitat al dèficit sever de Cu que es tradueix en la inhibició del creixement de l’arrel principal, pèrdua de pes fresc i un estat avançat de clorosi. De la mateixa manera, el dèficit sever de Cu implica en els mutants copt5 una disminució dràstica en el flux de la cadena de transport d’electrons entre fotosistemes, probablement degut a alteracions en la distribució del Cu a la plastocianina. Tot plegat, COPT5 constitueix una via essencial per a la distribució del Cu en condicions de dèficit sever i perllongat de Cu. Les dades aportades en la present tesi doctoral contribueixen a millorar el coneixement de la resposta d’Arabidopsis thaliana al dèficit de Cu i bastiran el desenvolupament de futures estratègies biotecnològiques enfocades tant a la millora de l’adquisició del Cu com a la fitorremediació.