15 de Junio de 2011.
Aunque los científicos han sido capaces de secuenciar los genomas de muchos organismos, todavía les falta un contexto para asociar las proteínas codificadas en los genes en procesos biológicos específicos. Para entender mejor la genética subyacente a la fisiología vegetal y la ecología, especialmente en lo que respecta a la fotosíntesis, un equipo de investigadores, entre ellos Arthur Grossman han identificado una lista de proteínas codificadas en el genoma de las plantas y las algas verdes, pero no en los genomas de organismos que no generan energía a través de la fotosíntesis. Su trabajo será publicado en Journal of Biological Chemistry.
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| Fotografía por Leon Brooks, cortesía de publicdomainimage.com |
Utilizando avanzadas herramientas computacionales para analizar los genomas de 28 diferentes plantas y organismos fotosintéticos, Grossman y sus colegas de la UCLÁ y en Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía fueron capaces de identificar 597 proteínas codificadas en los genomas de plantas y algas verdes, pero que no están presentes en los organismos no fotosintéticos. Ellos llaman a este conjunto de proteínas el GreenCut.
Curiosamente, de los 597 proteínas GreenCut, 286 tienen funciones conocidas, mientras que los restantes 311 no se han asociado con un proceso biológico especifico y son llamados "desconocidos".
La mayoría de las proteínas GreenCut, o sea el 52 por ciento, se han localizado en un orgánulo celular llamado cloroplasto , el compartimiento donde se realiza la fotosíntesis. Es ampliamente aceptado que los cloroplastos se originaron a partir de la fotosíntesis, las bacterias unicelulares llamadas cianobacterias, las que estan envueltas en un proceso más complejo, de células no fotosintéticas hace más de 1,5 millones de años. Si bien la relación entre los dos organismos fue originalmente simbiótica, con el tiempo y la evolución de la cianobacteria transfirio la mayor parte de su información genética en el núcleo del organismo huésped, perdiendo su capacidad de vivir independiente de su pareja.
"Esta cianobacteria reducida genéticamente , lo que ahora se llama un cloroplasto, ha mantenido su capacidad de realizar la fotosíntesis y algunas otras funciones esenciales del metabolismo, como la síntesis de aminoácidos y grasas. Los procesos que tienen lugar en el cloroplasto también deben estar estrechamente integrados con los procesos metabólicos que ocurren en otras partes de la célula fuera del cloroplasto ", explicó Grossman.
Mientras que la evidencia reciente sugiere que muchas de las incógnitas de la GreenCut están asociadas con la función fotosintética, no todas las proteínas GreenCut se encuentran en los cloroplastos. Sin embargo, ya que son exclusivas de los organismos fotosintéticos y altamente conservadas por todas las plantas y otros organismos fotosintéticos, es probable que sean críticos para procesos específicos de otras plantas. Posibles funciones podrían estar asociados con la regulación del metabolismo, el control de la transcripción del ADN, y el funcionamiento de otros orgánulos celulares, incluyendo la producción de energía mitocondrial y los peroxisomas que limpian la casa.
En la ampliación de este trabajo, Grossman y sus colegas encontraron que muchas proteínas GreenCut se han mantenido en las antiguas cianobacterias, algas rojas y otras algas unicelulares denominadas diatomeas. La comparación de las proteínas GreenCut entre los diferentes organismos es abrir las ventanas por sus descubrimientos sobre el papel que juegan estas proteínas en las células fotosintéticas, la evolución de los cloroplastos, y cómo las células fotosintéticas podrían adaptarse para sobrevivir en condiciones ambientales diferentes.
Fuente: Carnegie Institution for Science.
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