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viernes, 18 de abril de 2014

CÓMO SE ADAPTAN LAS PLANTAS: OLEADAS DE CALCIO AYUDAN A LAS RAÍCES CUENTAN LOS BROTES.

03 de abril 2014.
Por: Kelly April Tyrrell.
Traducción: Llarpo.
Para Simon Gilroy, a veces hay que ver para creer. En este caso, se veía a la ola de barrido de calcio en un brote de la raíz en las plantas, un profesor de botánica de la Universidad de Wisconsin-Madison estudia lo que le hizo un creyente.
Gilroy y sus colegas, el 24 de marzo 2014 en un artículo en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, demostraron lo que se sospechaba, pero siempre había eludido a los científicos: que el calcio participa en la rápida comunicación de la célula vegetal.
Calcium waves help the roots tell the shoots
Simon Gilroy y sus colegas demostraron lo que hace mucho tiempo se sospechaba, pero siempre había eludido a los científicos: que el calcio participa en la rápida comunicación de la célula de la planta, como se descubrió en la Arabidopsis thaliana (arriba). Nadie había sido capaz de verlo antes. Crédito: Universidad del Estado de Oregon
Es un hallazgo que tiene implicaciones para aquellos interesados en cómo las plantas se adaptan y en como prosperan en entornos cambiantes. Por ejemplo, puede ayudar a los científicos agrícolas a entender cómo hacer más a las plantas tolerantes a la sal o a la sequía.
"¿Cómo crees que las plantas viven?" pregunta Gilroy. "Si yo te golpeo, veo una respuesta inmediata. Te alejas. Las plantas viven en un mundo un poco diferente. Ellas tienen sus raíces en el suelo, literalmente, y responden al mundo, ya sea con crecimiento o con la creación de productos químicos."
El calcio está implicado en la transmisión de información en las células de los seres humanos y otros animales, contrayendo los músculos, el envío de señales nerviosas y más.
En las plantas, los científicos creían que tenía que desempeñar también un papel en el procesamiento de la información y el envío de señales rápidas para que las plantas puedan responder rápidamente a sus entornos.
Imagina que eres una planta que va a ser comida por una oruga: "Es como un león masticando tu pierna", dice Gilroy. "Si un insecto está masticando tu hoja, vas al menos a determinar algo con efecto inmediato."
Pero nadie había sido capaz de verlo antes. Incluso el equipo de Gilroy lo encontró por accidente.
El equipo estaba usando un sensor específico al calcio que pensaban que no iba a funcionar. Especulaban que podría servir como un control en sus estudios.
Los cambios en luminosidad del sensor en presencia de calcio, aparecen en la pantalla como un cambio de verde a rojo a través de un proceso conocido como transferencia de energía de resonancia fluorescente, o FRET. Típicamente, este sensor particular es tan sensible al calcio que es casi siempre de color rojo.
Pero cuando los investigadores aplican tensión a la punta de las raíces de una planta-de una alta concentración de sal de cloruro de sodio-desencadenó una ola de color rojo que viajó rápidamente a partir de la raíz a la parte superior de la planta.
"Éramos como una especie de, '¿Por qué esta aún trabajando?' dice Gilroy. "Probablemente se nos está diciendo que estábamos buscando en el campo equivocado. Es como que sólo se podía oír a la gente gritando y no podíamos oír la conversación. "
La oleada de calcio, es una alineación de color rojo en una gama de colores de otro modo verde, viajó en una escala de milisegundos, atravesando cerca de ocho células vegetales por segundo, demasiado rápido para ser explicada por difusión simple de sal.
"Se ajustaba con muchos de nuestros modelos", dice Gilroy. "Pero la idea de que se trata de una onda es un paso más allá de lo que nuestros modelos predecían."
Dentro de los 10 minutos de la aplicación de una pequeña cantidad de sal a las raíces de las plantas, los genes de respuesta al estrés típicos se encendieron en la planta.
También fue activado la maquinaria para hacer más de un canal proteico llamado canal de dos poros 1 (TPC1). Dentro de uno a dos minutos, hubo 10 veces más de los bloques de construcción necesarios para hacer el canal, que se cree que participan en la señalización del calcio. 
Calcium waves help the roots tell the shoots
Arabidopsis thaliana en crecimiento en agua salada. La planta de la derecha tiene más canal proteico TPC1, se cree que participan en la señalización del calcio en las plantas. La planta en el centro tiene menos TPC1 de lo normal, y la otra a la izquierda se considera normal. Crédito: Won-Gyu Choi / Lab Gilroy
Gilroy y su equipo observaron plantas con un defecto en TPC1. Tenían una ola calcio mucho más lenta, cerca de 25 veces más lenta, en plantas con un TPC1 normal. Cuando se estudiaron las plantas que expresan más de la proteína TPC1, la onda de calcio se trasladó 1,7 veces más rápido.
Las plantas con más canales también se hicieron más grandes y contenían más clorofila que las plantas con TPC1 normal o mutado cuando se cultiva en agua salada.

El canal de proteína está presente en todas las plantas terrestres, dice Gilroy, y se encuentra en toda la planta. Esta es una de las muchas razones por las que sorprendió al equipo para aprender que la ola de calcio sólo se mueve a través de las células específicas en la planta, al igual que las señales eléctricas en movimiento a través de las células nerviosas en los seres humanos y otros animales.
"No esperábamos esto", dice Gilroy. "Significa que tipos específicos de células tienen funciones específicas ... tiene que haber algo especial en esas células. Estamos muy al principio."
El laboratorio está ahora estudiando la maquinaria molecular que conforma el TPC1, para entender cómo las partes del canal trabajan.
Y ahora que los científicos saben que el calcio conversa, el volumen está activado. El trabajo esta sólo comenzando.
"Podemos escuchar los gritos", dice Gilroy. "Ahora estamos tratando de ver lo que las cuerdas vocales están haciendo."
Fuente: Universidad de Wisconsin Madison.