Dr. Eduardo Armienta Aldana
Facultad de Ciencias Químico-Biológicas
Universidad Autónoma de Sinaloa
Ciudad Universitaria
CP80000 Culiacán de Rosales, Sinaloa, México
email: eduardoarmienta@gmail.com
El desarrollo de las plantas es un fenómeno dinámico que comprende un conjunto de varios procesos complejos. La existencia de las plantas depende de la coordinación de sus procesos de crecimiento y desarrollo con los cambios externos que las rodean. Las respuestas de una planta a un determinado estímulo resulta en cambios inter- e intracelulares, produciendo una respuesta final particular. Una serie de eventos que involucran reconocimiento molecular de un estímulo particular definen las respuestas adecuadas, lo que constituye una cascada de señales, y el fenómeno en su conjunto se define como transducción de señales.
Las vías de transducción de señales en plantas son indispensables para que las plantas respondan adecuadamente a los estímulos ambientales. Para estudiarlas, éstas se pueden dividir arbitrariamente en cinco grupos: aquéllas involucradas en i) las repuestas a estímulos luminosos; ii) respuestas a hormonas; iii) la regulación del ciclo celular; iv) las respuestas a patógenos y depredadores; y v) las interacciones célula-célula.
En cada uno de estos mecanismos la planta percibe el estímulo primario a través de receptores específicos presentes, a veces, en la membrana plasmática. Este estímulo, o primer mensajero, desencadena el resto de señales y la activación de elementos transductores intermediarios hasta obtener una respuesta final para ese estímulo en particular.
En todas las vías de transducción de señales en plantas, y en cualquier otro organismo, los elementos que intervienen en ellas son de importancia fundamental. De estos elementos, las enzimas involucradas en la fosforilación y la desfosforilación de proteínas, las cinasas y fosfatasas de proteínas, presentan una relevancia especial, ya que la actividad de muchas proteínas está determinada por su estado de fosforilación.
En la mayor parte de las vías de transducción de señales están involucrados fenómenos de fosforilación y desfosforilación de proteínas; por ejemplo, dos de los tres tipos de receptores de luz conocidos en plantas (los fitocromos y las fototropinas) son cinasas reguladas por luz. Los receptores membranales más diversos en las células de plantas son los receptores con actividad de cinasa (RLKs), los cuales perciben señales hormonales, de patógenos, de células vecinas, entre otros. En varias vías de transducción de señales se pueden encontrar cascadas de cinasas activadas por mitógenos (MAPKs) o cinasas dependientes de calcio. Por último, la actividad de muchos factores de transcripción está regulada por fosforilación.
En contraste con las cinasas, que han sido ampliamente estudiadas en muchos organismos, las fosfatasas de proteínas se conocen con mucho menos detalle. La gran mayoría de los estudios realizados sobre fosfatasas se han hecho en sistemas animales. A partir de estos estudios, se han clasificado las fosfatasas de proteínas según el fosfoaminoácido que hidroliza; es decir, en fosfatasas de serina/treonina (Ser/Thr) y fosfatasas de tirosina (Tyr). Las fosfatasas de Ser/Thr se dividen en dos subfamilias: PPP y PPM; las de Tyr pueden ser ya sea específicas de Tyr o de especificidad dual (las cuales pueden desfosforilar tanto residuos de Tyr como de Ser/Thr) (Luan, 2003).
Las fosfatasas de proteínas en plantas son muy semejantes a las de animales, por lo que se puede aplicar esta clasificación a ellas. En el genoma de Arabidopsis existen 112 genes que probablemente codifiquen fosfatasas. De las fosfatasas predichas, la gran mayoría (69) son proteínas fosfatasas del tipo 2C (PP2C) (de la subfamilia PPM), mientras que sólo una es específica de Tyr (Kerk et al. 2002).
Las fosfatasas de proteínas constituyen un subconjunto de las fosfatasas en general. Dentro de este gran grupo de enzimas, las fosfatasas ácidas son muy abundantes en las plantas. En general, las fosfatasas ácidas no presentan una marcada especificidad de substrato, y están involucradas, entre otras funciones, en el aprovechamiento de los fosfatos orgánicos del suelo.
Las fosforilaciones/desfosforilaciones involucradas en la transducción de señales son muy importantes en la membrana plasmática de las células vegetales. Por ejemplo, la actividad de la H+-ATPasa (la enzima que forma el gradiente de H+ a través de la membrana plasmática) está regulada por una fosforilación dependiente de Ca2+. Se han encontrado muchas cinasas en esta membrana, varias de ellas dependientes de Ca2+. Sin embargo, se han identificado muy pocas fosfatasas en ella.
Por todo lo anterior, en el presente trabajo se realizó el estudio de algunas fosfatasas presentes en la membrana plasmática de betabel, con el objetivo de aislarlas, purificarlas y caracterizarlas.
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