Función de las poliaminas en el proceso de crecimiento vegetal. Posibles mecanismos de transducción de señales involucrados / Ileana de la Caridad Echevarría Machado

Tesis (Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2003.

Las poliaminas forman una clase de aminas aliIfáticas que se encuentran presentes en todos los organismos vivos. Dentro de esta clase, la diamina putrescina, la triamina espermidina y la tetramina espermina son las poliaminas más comunes. Estos compuestos son cationes al pH fisiológico, teniendo dos, tres y cuatro cargas positivas, respectivamente. Dicha naturaleza policationica les permite interactuar con macromoléculas aniónicas presentes en la célula tales como: el ADN, el ARN, los fosfolípidos y diversas proteínas. Numerosas evidencias indican que las poliaminas son esenciales para el crecimiento y desarrollo tanto de los organismos procarióticos como de los eucarióticos. En las plantas, se ha propuesto que las poliaminas pueden regular el desarrollo vegetal y diversos estudios han demostrado que estos compuestos durante los procesos que conllevan a la división celular, la diferenciación y en la respuesta a extremos ambientales. A pesar de conocer la importancia de las poliaminas en estos eventos, su modo de acción permanece aun sin ser elucidado. Recientemente, se ha propuesto (fundamentalmente a partir de los estudios realizados en tejidos animales) que estos compuestos pueden estar asociados a una vía de transducción de señales para ejercer su acción celular. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la función de las poliaminas en el crecimiento de raíces transformadas de Catharanthus roseus, a través de una posible interacción con la vía de transducción de señales mediada por fosfoinositidos-Ca 2+. Durante la determinación de la cantidad de poliaminas se observo que estas se acumularon durante la fase inicial del ciclo de cultivo de las raíces transformadas (entre los días dos y seis), antes del comienzo de la fase del crecimiento lineal del cultivo.En un estudio in Vitro con membranas de raíces de 6 días de cultivo, se demostró que mientras que la putrescina no modifico la actividad de la fosfolipasa C asociada a la membrana, la espermidina solo la inhibió a concentraciones altas, no fisiológicas. Sin embargo, concentraciones fisiológicas de espermina lograron estimular hasta cuatro veces la actividad de la fosfolipasa C menbranal. La purificación parcial de esta enzima, reveló la presencia de al menos dos polipéptidos con actividad de PLC asociados a la membrana, que fueron separados a través de una columna de heparina. Cuando el ensayo de actividad se realizó en estas fracciones se demostró que únicamente la enzima que presento afinidad por heparina, cuyo peso molecular es de 67 kDa , cual fue estimulada por la espermita. Para conocer si la interacción entre esta poliamina y la fosfolipasa C era relevante para el crecimiento de las raíces, se modificó la concentración endógena de las poliaminas mediante el uso de inhibidores de la ruta de biosíntesis y por la adición exógena de las mismas y se estudió el efecto sobre el crecimiento y la actividad de la fosfolipasa C. Cuando la espermina fue adicionada al medio de cultivo, se observo un incremento significativo del crecimiento de las raíces con una dosis de 50 M; bajo este mismo tratamiento .la actividad de la enzima en estudio aumento significativamente. Por otro lado, cuando los niveles de espermina disminuyeron en las raíces fue severamente afectado. Este efecto fue totalmente restablecido por la adición de espermina. En este trabajo utilizando [14 C]-espermina, se demostró por primera vez, la interacción directa entre la espermina y la enzima fosfolipasa C a través de experimentos de inmunoprecipitación. Los resultados mostrados aquí sugieren que la espermina pudiera regular el crecimiento de las raíces transformadas de C roseus a través de la modificación de la vía de transducción de señales fosfoinositidos-Ca 2+, en la que enzima fosfolipasa C posee una función importante.