Aunque se sabe que la vitamina C en los cloroplastos ayuda a prevenir la reduccion en el crecimiento que experimentan las plantas al ser expuestas a un exceso de luz -fenomeno llamado fotoinhibicion- el hecho de como esta llega a los cloroplastos ha sido un misterio hasta ahora.
Un equipo de investigadores del Centro RIKEN de Recursos Sostenibles y la Universidad de Okayama han identificado a PHT4;4 como la proteina de transporte que permite a la vitamina C entrar en los cloroplastos.
Los investigadores hallaron que quitar la proteina conlleva a menos vitamina C en los cloroplastos y a un aumento de la fotoinhibicion gatillada por la iluminacion extrema. La investigacion puede llevar al desarrollo de plantas con mayor tolerancia al estres ambiental y reducir el daño del suelo en regiones con mucha radiacion luminica. Mientras que nosotros necesitamos vitamina C para mantenernos saludables, las plantas la usan de hecho para su propio beneficio. agriculturers.com. La vitamina C, que se produce en las mitocondrias en reaccion al estres, entra a otros organelos celulares como los cloroplastos donde se requiere como un antioxidante y como coenzima en las reacciones metabolicas para ayudar a proteger a la planta.
En una serie de experimentos con la planta de mostaza verde Arabidopsis thaliana, una planta comunmente usada como modelo, los investigadores probaron su hipotesis de que un miembro de la familia de las proteinas PHT4 era responsable del transporte de la vitamina C -tambien conocida como acido ascorbico- en los cloroplastos. Primero, incorporaron cada una de las cuatro proteinas PHT4 en membranas artificiales -proteoliposomas- y simularon el potencial negativo de membrana natural. Encontraron que la vitamina C solo cruzo las membranas que contenian PHT4;4, lo que indicaba que este miembro de la familia era probablemente el transportista que estaban buscando.
Luego, determinaron el lugar exacto en que PHT4; 4 se encuentra de forma natural en el interior de las plantas. El PCR cuantitativo mostro que se encuentra principalmente en las hojas pero no en las raices. La microscopia de inmunofluorescencia, revelo que dentro de las celulas de la planta, se encuentra en la membrana que envuelve a los cloroplastos, pero no dentro de las membranas tilacoides internas.
Mientras que la funcion y la ubicacion de PHT4;4 la identificaron como el transportador mas probable, un estudio de las plantas en las que habia sido eliminada geneticamente, reafirmo aun mas la evidencia a favor. agriculturers.com. Los investigadores compararon la cantidad de vitamina C oxidada y reducida entre plantas normales y mutantes. En condiciones de alta luminosidad, se puede encontrar mas vitamina C en los cloroplastos de plantas normales que en condiciones de baja luminosidad. Aunque esto tambien resulto ser cierto en plantas mutantes, la cantidad fue menos del 35% que en plantas normales, lo que estuvo correlacionado con la disminucion de vitamina C en forma reducida encontrada en las hojas de las plantas mutantes.
Una manera en que las plantas se protegen del exceso de luz es convertirla a fuentes de calor y dejar que se disipe a traves de una serie de reacciones llamada ciclo xantofila, que se produce en el interior de los cloroplastos. La vitamina C es una coenzima crucial en este ciclo, y el analisis mostro que las plantas mutantes no podian disipar gran parte de la energia del exceso de luz como podian las plantas normales.
De acuerdo al autor principal Takaaki Miyaji de la Universidad de Okayama Creo que esta investigacion podria conducir a innovaciones dirigidas a PHT4;4 para crear plantas de cultivo que puedan transportar mas eficientemente vitamina C a los cloroplastos. Takahashi Kuromori de RIKEN añadio que estas plantas tendrian entonces mejores propiedades fotoprotectoras que las normales y podrian prevenir la reduccion del crecimiento en tierras de cultivo que sufren de una alta exposicion a la luz.
Referencia:
Takaaki Miyaji, Takashi Kuromori, Yu Takeuchi, Naoki Yamaji, Kengo Yokosho, Atsushi Shimazawa, Eriko Sugimoto, Hiroshi Omote, Jian Feng Ma, Kazuo Shinozaki, Yoshinori Moriyama. AtPHT4;4 is a chloroplast-localized ascorbate transporter in Arabidopsis. Nature Communications, 2015; 6: 5928 DOI: 10.1038/ncomms6928
Material traducido por Agriculturers.com
FUENTE: sciencedaily.com