2 de Diciembre de 2011.
Las semillas de plantas representan un sistema biológico especial: Se mantienen en un estado latente con un metabolismo reducido significativamente por lo que son capaces de soportar las duras condiciones del medio ambiente por períodos prolongados. El contenido de agua de las semillas de maduración es menor del diez por ciento.
Investigadores del Instituto Max Planck para la investigación fitogenética de Colonia han descubierto ahora que el material genético de las semillas se hace más compacto y los núcleos de las células de las semillas se contraen cuando las semillas empiezan a madurar. Las semillas probablemente protegen su material genético de la deshidratación de esta manera.
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| El núcleo celular de una semilla de planta en un estado latente (izquierda) y después de la germinación (derecha). El ADN en el núcleo más pequeño (azul) esta más bien compactado que en el más grande (verde: ADN metilado). Crédito foto: MPI para la investigación fitogenética. |
Las plantas se preparan para el cambio de las condiciones ambientales de la mejor manera posible mediante el desarrollo de semillas en estado latente. Las semillas que maduran en otoño, por ejemplo, no tienen ningún problema para sobrevivir a las duras condiciones del invierno. Y cuando las semillas encuentran las condiciones externas más agradable en primavera, germinan y reiniciar su metabolismo, que ha estado funcionando a baja velocidad. En las excavaciones arqueológicas, las semillas que se han encontrado incluso que han sobrevivido durante varios miles de años y todavía eran capaces de germinar.
Las semillas secas representan una etapa de transición entre las etapas embrionarias y de plántulas. Durante las transiciones de desarrollo, los genes que controlan el nuevo estado deben ser activados mientras que los genes de la "vieja" etapa son silenciados. Los genes en el núcleo de las células están rodeadas por las proteínas. Este complejo - la cromatina - puede estar bien o embalarse holgadamente. El grado de compactación de la cromatina regula la actividad de los genes: una cromatina más "abierta", hace que se pueda leer mejor los genes.
No se sabe hasta ahora si la actividad metabólica reducida o bajo contenido de agua de las semillas esta vinculado con los cambios en la cromatina. El equipo de investigación que trabajan con Wim Soppe del Instituto Max Planck para la investigación fitogenética ha demostrado en estudios sobre el berro thale que los núcleos de las células claramente se contraen durante la maduración de las semillas y la cromatina compacta, como parte de este proceso. Ambos procesos se invierten durante la germinación. "El tamaño del núcleo es independiente del estado de latencia de las semillas de Arabidopsis thaliana", dice Soppe. En cambio, la reducción del núcleo es un proceso activo, cuya función es aumentar la resistencia a la deshidratación. Una vez más, la condensación de la cromatina se presenta de forma independiente de los cambios en el núcleo.
Gracias a los descubrimientos de los investigadores con sede en Colonia puede ser posible proteger otros organismos de la deshidratación, como los mecanismos que regulan la organización de la cromatina han experimentado pocos o ningún cambio en el curso de la evolución.
Fuente: Max-Planck-Gesellschaft
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