Efecto del aluminio sobre proteínas cinasas activadas por mitógenos (MAPK) en suspensiones celulares de Coffea arabica L. / Gabriela Asunción Arroyo Serralta

Tesis (Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2004.

La toxicidad por aluminio es un factor muy importante que reduce la disponibilidad de los suelos para la producción agrícola en diversas partes del mundo. Varios estudios sugieren que los ápices de las raíces son los sitios primarios del daño, así la inhibición de la elongación de la raíz es considerado como el síntoma más visible de la toxicidad por aluminio. La inhibición de la elongación de la raíz puede ser el resultado de varios procesos negativamente afectados por este metal; algunos ejemplos de ello son la interrupción del metabolismo de calcio y la interferencia con algunas vías de transducción de señales como la de los fosfoinosítidos. La modificación covalente de proteínas por fosforilación/desfosforilación es probablemente el mecanismo más importante en la percepción de señales extracelulares. Una de las vías de transducción de señales que usan este mecanismo de señalización son las Proteínas Cinasas Activadas por Mitógenos (MAPKs). La vía de las MAPK es probablemente una de las rutas más conservadas en eucariotes. La participación de la vía de MAPK en la percepción de estrés tanto biótico como abiótico ha sido ampliamente demostrada, y su participación en la percepción de aluminio nunca ha sido bien estudiada. Así, el objetivo de este trabajo fue determinar si la presencia de concentraciones tóxicas de aluminio es percibida por las plantas a través de la vía de señalización de MAPK. Para explorar esta posibilidad, se midió la actividad de MAPK mediante ensayos de cinasa en gel y mediante técnicas inmunológicas, después de agregar diferentes concentraciones de AICI3 por diferentes tiempos a suspensiones celulares de Coffea arabica L. Se detectó que el estrés por aluminio promueve un incremento de la actividad de una cinasa de 58 kDa, de manera dependiente de la dosis y del tiempo de incubación. La misma banda de actividad fue detectada con el uso de anticuerpos levantados contra una forma bifosforilada de MAPK de mamifero, esto fue verificado por inmunodepleción. También se monitoreó la presencia de mRNA mediante ensayos de northern blot y RT -PCR. Con el uso de oligonucleótidos degenerados y mediante la técnica de RT- PCR se identificaron y clonaron cuatro transcritos de MAPKs de células de café de diferentes días del ciclo de cultivo. También se encontró que los correspondientes transcritos están presentes a través de todo el ciclo y que el nivel de expresión se incrementa bajo estrés por temperatura. Sin embargo, con el uso de un oligonucleótido específico se pudo detectar que la expresión de uno de esos genes esta restringido a ciertos tejidos de una planta adulta. Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que la vía de señalización: mediada por MAPK, participa en la percepción de la toxicidad del aluminio en plantas. Estos estudios constituyen una primera aproximación para generar un modelo de : estudio que permita determinar los funciones de estas proteínas en la percepción de la toxicidad por aluminio. El conocer las funciones de las MAPK en la inducción o activación de mecanismos de protección contra la toxicidad por aluminio, permitiría estar en posibilidades de generar plantas transformadas que toleren altas concentraciones de aluminio presente en los suelos.