TROPISMOS Y NASTIAS

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disminuyen al aumentar el tiempo. La flavina fotoexcitada va perdiendo capacidad, se blanquea, pero mantiene un pico en 375 nm.

Se ven 3 puntos de entrecruzamiento entre los espectros, denominados puntos isosbésticos, que marcan la formación de un enlace tipo tiólico (S). La flavina cambia de conformación.

Los dominios LOV son secuencias de aminoácidos sensibles a la luz. En el extremo N-terminal de la proteína receptora hay dos dominios: LOV1 (más cercano al extremo) y LOV2, cada uno unido a una molécula de flavina, las cuales reciben los fotones. Hay una actividad serina-treonina-quinasa inactiva en la oscuridad (inhibida) que es activada cuando los fotones azules excitan la proteína. Al activarse, se libera el centro activo de la proteína (en rojo), que fosforila un sustrato. LOV2 anula la actividad S/T quinasa y el receptor vuelve a su forma inicial.

¿A quién fosforilan las fototropinas?

Aún está por descubrir cuál es el sustrato de fosforilación de las fototropinas, aunque hay algunos candidatos: NPH3 y PTH2, descubiertos en Arabidopsis, y CPT1, encontrado en el arroz.

Las fototropinas se revelan en la cara superior e inferior de las células. Las proteínas PIN (verde), que también son reveladas, son facilitadoras del transporte de auxina. Se unen a la cara basal de la membrana plasmática donde se unen a otra proteína transportadora de auxina (la llamaremos “x”). Las permeasas o proteínas AUX, situadas en la parte apical, cogen la auxina que ha sacado la proteína “x” de la primera célula por su parte basal y la introduce dentro de la segunda célula. Se trata por tanto de un transporte basípeto.

En algunos casos, al recibir un estímulo luminoso, la proteína PIN se desplaza a la cara lateral opuesta a la luz, llevando auxina a las células más internas. Tiene dos dominios: un dominio alanina fosforilable u otro dominio ---

Al activarse PHOT1, las células situadas en la zona sombreada crecen más deprisa, produciendo el inclinamiento del tejido.

GRAVITROPISMO

Para estudiar el efecto del campo gravitatorio sobre el crecimiento de una planta debemos analizar varios aspectos:

• Receptor de la señal.

• Localización: se puede ver de dos formas.

• Cómo percibe la señal.

• Cómo se convierte esta señal en respuesta fisiológica.

Estos dos últimos puntos son aún desconocidos.

Si tumbamos la planta, ésta recibe la señal de forma distinta respecto a su posición normal. Tallo y raíz se doblan para volver a colocarse en su dirección natural. Se ha comprobado que en gravedad cero los órganos crecen de forma anárquica.

Las presiones mecánicas pueden cambiar también la orientación de la planta, pero el tejido leñoso se reorienta depositando “madera de reacción”, que es tejido lignificado.

 En un experimento, Pilet simuló las condiciones de horizontalidad:

a) La auxina es trasladada basípetamente en el tejido meristemático, pero la cofia o caliptra tiene la misma función fisiológica que los coleoptilos: si se produce algún daño, se recubre de tejido parenquimático rico en pectinas.

b) Cortando la mitad de la cofia: la raíz comienza a incurvarse hacia el lado que conserva la cofia intacta. Esta reacción hizo pensar a Pilet que el receptor se encontraba en la cofia.

c) Cortando el flujo de auxina en la zona derecha con un cubreobjetos, que impermeabiliza: la raíz se torcía hacia la izquierda, donde había mayor concentración de auxina.

Las células apicales de la cofia (rosa) tienen protoplastidios (no reciben luz y por eso no se transforman en aminoplastos, pero se especializan en almacenar almidón):

- Centrales: (ápice) protoplastidios sedimentados.

- Laterales: protoplastidios rodeando el núcleo.

Tumbamos la célula, girándola 90O hacia la derecha. Los aminoplastos son insolubles y más pesados que el agua citoplasmática, por lo que se escurren, se mueven hacia la pared lateral que ahora es la basal. Este es un proceso gravitacional.

Esto nos hace pensar que los aminoplastos (granulitos negros en la imagen) pueden ser el sensor del campo gravitatorio.

Tumbamos una raíz de Arabidopsis. Utilizamos en el control (A) un anticuerpo monoclonal con ferritina (proteína con hierro denso a los electrones) en células parenquimáticas. En la zona del citoplasma aparecen mallas que han fijado el hierro (1 y 2). Estas mallas son las fibras que forman el citoesqueleto. Cuando los aminoplastos se desplazan, tienen que hacerse paso a través del citoesqueleto, chocan con las fibras y las hacen vibrar. Las proteínas de los filamentos de actina transmiten la vibración a unas proteínas de anclaje y éstas generan un cambio en el potencial de membrana.

Tratamos otro conjunto de células parenquimáticas con latrunculina B, que despolimeriza el citoesqueleto en monómeros y desposee a la célula de su esqueleto.

Al ponerlas en horizontal, el control se inclina (respuesta geotrópica positiva) pero la tratada no, ya que la anulación del esqueleto inactiva el geotropismo. Esto nos indica que el citoesqueleto está involucrado en la reorientación.

En el tallo, los aminoplastos están en células de la endodermis. Las raíces nunca reciben luz y los tallos sí, por lo que se trata de un fototropismo. Hoy sabemos que en ausencia de fitocromo como efector, los aminoplastos se diferencian poco o nada (quedan en forma de protoplastos), por lo que el fitocromo provoca la activación del sensor del campo gravitatorio (geotropismo negativo).

Vemos en este experimento que la mayor cantidad de auxina radiactiva se concentra, en el caso del segmento tumbado, en el semibloque inferior.

La diferencia fundamental que encontramos entre el fototropismo y el gravitropismo es que el primero crea sólo un tipo de respuesta, pero en cambio en el gravitropismo existe una respuesta positiva para la raíz y otra negativa para el tallo.

Aunque la distribución de la auxina es igual para raíces y tallos, a Pilet se le ocurrió que el problema se resolvería si tuviesen distinta sensibilidad para la auxina.

 Realizó cortes de tallo y raíz de --- y midió la concentración de auxina en relación con la elongación.

En los cortes