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La luz regula la expresión génica en las plantas

Unos investigadores han descubierto cómo responden las plantas a estímulos lumínicos procedentes del entorno y cómo modifican en consecuencia su expresión génica para adaptarse a diferentes condiciones lumínicas.
La luz regula la expresión génica en las plantas
Las plantas sobreviven respondiendo y adaptándose a diferentes señales ambientales, especialmente a cambios en la calidad y la intensidad de la luz. Estos cambios son detectados por cloroplastos localizados en tejidos verdes, que posteriormente comunican esta información al núcleo celular. En función de la información recibida, se modifica la expresión génica dentro del núcleo celular, afectando así al crecimiento, al metabolismo y a otros procesos fisiológicos de las plantas.

Los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea ASRNABIDOPHYS (Identification of light signaling components in the regulation of alternative splicing in plants) descubrieron cómo la información percibida por los cloroplastos sobre condiciones de luz y oscuridad modifica la expresión génica en el núcleo celular.

La expresión génica está regulada en gran medida por un mecanismo denominado splicing. Por medio de este proceso, se eliminan del ARN unas secuencias genéticas denominadas intrones, dejando intactas otras secuencias denominadas exones, que se combinan entre sí para dar lugar al ARN mensajero (ARNm) que, finalmente, se traduce en una proteína.

Aunque los intrones son eliminados de secciones específicas del ARN por unas moléculas denominadas spliceosomas, los límites intrón/exón pueden variar para originar exones de tamaño variable que contienen secuencias diferentes. Este proceso, denominado splicing alternativo, implica que pueden sintetizarse diferentes proteínas a partir de un mismo ARNm.

En un proyecto anterior, los investigadores de ASRNABIDOPHYS descubrieron que una señal generada en los cloroplastos vegetales por acción de la luz regula la expresión génica mediante el control del splicing alternativo en el núcleo celular. Este proceso de splicing regulado por la luz tenía lugar incluso en el tejido radicular, pero solo por medio de la comunicación con los tejidos fotosintéticos foliares.

Con el fin de identificar qué moléculas son transportadas desde las hojas hasta las raíces, a través de los tallos, para comunicar información sobre condiciones de luz y oscuridad al núcleo de las células radiculares, los investigadores estudiaron el proceso de splicing en plantas mutantes de Arabidopsis thaliana.

Gracias a la identificación de las mutaciones que afectaban al splicing regulado por condiciones de luz y oscuridad, los investigadores lograron acotar candidatos para factores que afectan a este proceso. Curiosamente, estos descubrieron que la señal regulada por la luz afecta al splicing alternativo de genes de procesamiento de ARN que, a su vez, son necesarios para el splicing.

Los resultados de este proyecto han ayudado a desvelar no solo estrategias conservadas a lo largo de la evolución, sino también nuevos mecanismos sobre cómo las plantas regulan la expresión génica mediante el splicing alternativo.

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Palabras clave

Expresión génica, plantas, cloroplastos, ASRNABIDOPHYS, señalización de la luz, splicing alternativo
Número de registro: 190919 / Última actualización el: 2017-01-23
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