Análisis comparado de los mecanismos moleculares de respuesta a la temperatura de las omega-3 desaturasas en glycine max y arabidopsis thaliana
- Autores: Ángela Román Fernández
- Directores de la Tesis: Miguel Alfonso Lozano (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: M. Luisa Peleato Sánchez (presid.), María Luisa Hernández Jiménez (secret.), Antonio Jesús Castro López (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La temperatura es uno de los principales factores ambientales que influyen en la distribución geográfica de las especies vegetales (Woodward, 1988; Thomashow, 1999), siendo el rango de temperaturas que las plantas deben soportar extremadamente variable, tanto en la escala temporal como en la espacial (Iba, 2002). La aclimatación de las plantas a la temperatura depende directamente de su capacidad de desarrollar mecanismos de adaptación. Estos complejos mecanismos involucran un gran número de modificaciones bioquímicas y fisiológicas, entre las que se encuentran las modificaciones en la composición de los lípidos de membrana (Kaye y Guy, 1995; Thomashow, 1999; Iba, 2002). Varias observaciones sugieren que los ácidos grasos poliinsaturados son requeridos para la supervivencia de las plantas a bajas temperaturas. Las enzimas ¿3 desaturasas de ácidos grasos catalizan la reacción de insaturación de los ácidos dienoicos para dar lugar a ácidos grasos trienoicos, componentes poliinsaturados mayoritarios de las membranas celulares de plantas. La regulación de la actividad de estas enzimas es, por tanto, un elemento clave en la respuesta de las plantas a los cambios de temperatura.
En este trabajo se ha analizado la respuesta a las bajas temperaturas de las ¿3 desaturasas de soja, tanto reticulares como plastidiales. Se han analizado tanto los niveles de expresión de sus genes como el contenido de ácidos grasos de la planta, con el objetivo de intentar determinar la contribución específica de cada ¿3 desaturasa a la síntesis de ácido linolénico (18:3) en respuesta al frío. Los resultados indican una actividad específica de ¿3 desaturasas tanto reticulares (GmFAD3A) como plastidiales (GmFAD7-2) y la existencia de mecanismos de procesamiento alternativo del gen GmFAD3A en respuesta al frío. La expresión en Saccharomyces de las ¿3 desaturasas reticulares permitió establecer su perfil de actividad en función de la temperatura, presentando una mayor actividad a temperaturas por debajo de los 15 ºC.
En esta Tesis Doctoral se ha llevado a cabo una análisis funcional de la ¿3 desaturasa FAD8 de Arabidopsis. Desde su identificación, se ha considerado que FAD8 era una ¿3 desaturasa inducible por frío. Sin embargo, su papel específico en la ruta de desaturación de ácidos grasos en plantas no ha sido establecido. En esta Tesis Doctoral se ha analizado una colección de mutantes deficientes en la función ¿3 desaturasa, incluyendo dos líneas de inserción de Arabidopsis con los genes AtFAD7 y AtFAD8 inactivos. Los resultados obtenidos en la caracterización de estas líneas mutantes han determinado que FAD8 es activa a temperatura ambiente y que su actividad no es redundante con la de FAD7, mostrando especificidad por el lípido fosfatidilglicerol y por el ácido graso linoleico (18:2). El análisis de líneas transgénicas de Arabidopsis que sobreexpresan la proteína FAD8 fusionada a una proteína fluorescente amarilla (YFP) ha confirmado la localización cloroplástica de FAD8. La proteína mostró un patrón de localización en zonas concretas de la membrana o foci, lo que sugiere la existencia de áreas determinadas en la membrana especializadas en la producción de ácidos grasos poliinsaturados.
