Regulación de la sensibilidad a las señales percibidas por el fitocromo A en Arabidopsis thaliana

• Autores: Oliverio, Karina Andrea
• Año de publicación: 2003
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Casal, Jorge José
• Materia: ARABIDOPSIS THALIANA; SEÑALES DE TRANSDUCCION; FOTORRECEPTORES; PHY A; VLFR; HIR; SIGNALS TRANSDUCTION; PHOTORECEPTORS; ARABIDOPSIS THALIANA; SIGNAL TRANSDUCTION; VLFR; HIR
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Las plantas utilizan la luz no sólo como fuente de energía en la fotosíntesis sinotambién como fuente de información del ambiente circundante. Las señales lumínicas pueden ser percibidas por las plantas si estas poseen receptores adecuados. El fitocromo (phy) es un fotorreceptor que actúa principalmente en la región del espectro del R (rojo) y RL (rojo lejano). En Arabidopsis thaliana hay cinco fitocromas (phyA-phyE). Las señales lumínicas percibidas por los fitocromos afectan el crecimiento y desarrollo de las plantas durante todo el ciclo de vida. Una de las características distintivas de las respuestas a la luz está dada por los cambios en la sensibilidad que se producen en distintos contextos del desarrollo. El objetivo de esta tesis es identificar los mecanismos involucrados en la regulación de la sensibilidad a la luz, mediante la caracterización fisiológica y genética de mutantes de Arabidopsis thaliana para comprender las implicancias de las alteraciones en su capacidad de respuesta a la luz. En esta tesis se caracterizaron nuevos componentes genéticos de la regulación de la sensibilidad de las respuestas a la luz mediadas por el phyA, que actúa en dos vías de señalización VLFR y HIR. Algunos de los mutantes estudiados fueron encontrados por su efecto sobre la acción del phyA, pero no se sabía si afectaban el VLFR y/o HIR como el mutante spa1. Otros eran conocidos porque presentaban morfología alterada en la planta adulta o defectos en el tiempo a floración pero no habían sido vinculados al phyA como el cp3 y gi5. Finalmente el eve2 es un nuevo locus identificado en esta tesis. Los resultados de esta tesis muestran que los mutantes cp3, spa1 y eve2 presentan alta sensibilidad a la luz. El mutante cp3 presenta un VLFR aumentando sin afectar el HIR en la señalización del phyA. El mutante spa1 aumenta tanto las respuestas VLFR como las HIR pero el efecto de la mutación es mucho más pronunciado en el VLFR. El mutante eve2 aumenta las respuestas VLFR y si bien presenta HIR normal afecta la transición del VLFR al HIR; eve2 presenta un efecto más generalizado que el resto de los mutantes estudiados ya que afecta de alguna manera las señales mediadas por otros fotorreceptores. El CP3, SPA1 y EVE2 serían componentes negativos en la señalización del phyA. El mutante gi, presenta atenuadas las respuestas en el VLFR y esto sugiere que actuaría como un regulador positivo en la señalización del phyA. Debido a la participación de GI en los ritmos circadianos y en la inducción de la floración por la vía fotoperíodica, estudiamos el efecto de la mutación en el ritmo de la sensibilidad a la luz por parte del phyA. Los resultados muestran que el efecto del GI en la señalización del phyA sería independiente de su rol en el reloj. La versatilidad en las respuestas mediadas por el phyA pone de manifiesto la existencia de finos mecanismos de regulación que les permiten a las plantas responder en forma precisa a las señales del ambiente lumínico y en virtud de esa información ajustar el crecimiento y desarrollo ignorando cambios del ambiente que no constituyan verdaderas señales.
Plants use the light not only as a source of energy in the photosynthesis, but also as aninfonnational signals from the environment. Light signals can only provide information to theplants if they have the appropriate receptors to perceive them. Phytochromes (phy) arephotoreceptors that act mainly in the R (red) and FR (far red) region of the spectrum. In Arabidopsisthaliana there are five phytochromes (phyA-phyE). Lights signals perceived by phy affect growthand development throughout the entire life cycle of plants. One of the distinguishing characteristicsof the responses to the light is given by the changes in sensitivity that take place in differentcontexts of development. The aim of this thesis is to identify mechanisms involved in the regulation of sensitivity tothe light, by means of physiological and genetic characterisation of Arabidopsis mutants. In thisthesis, I present new genetic components of the circuit regulating the sensitivity to light signalsperceived by phyA. phyA acts in two signalling pathways, VLFR and HIR. Some of the studiedmutants (spa!) were known by their effect on the action of phyA, but it was not known if theyaffected VLFR and/or HIR. Others (cp3, gi) were known by this altered morphology or floweringtime, but had not been connected to phyA signalling. Finally, eve2 is a new locus identified in thisthesis. cp3, spa] and eve2 display high sensitivity to the light. cp3 increased VLFR withoutaffecting the HIR of phyA. spa] increases both VLFR and HIR, but the effect of the mutation ismuch more pronounced on VLFR. eve2 increases the VLFR, the transition of the VLFR to the HIR,the LFR and the responses mediated by a specific blue light photoreceptor. eve2 displays ageneralised effect on the response mediated by different photoreceptors. CP3, SPAl and EVEZwould be negative components in the signalling of phyA. The studied mutant gi attenuates the VLFR and this suggests that it would act as a positive regulator in the signalling of phyA. Based onthe involvement of Gi in the circadian clock and in the control of fiowering time (photoperiodicpathway), we studied the effect of the mutation on the gating to phyA. The results show that theeffect of the GI in the signalling of phyA would be independent of its roll in the clock. Theversatility in the responses mediated by phyA provides evidence for the existence of finemechanisms of regulation that allow the plants to respond in a precise manner to the light signals. By virtue of this regulator plants would achieve their capacity to fit the growth and development inresponse to the environmental information ignoring changes that do not constitute true signals.
Fil: Oliverio, Karina Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.