Moduladores del remodelamiento de la red de Extensinas durante el crecimiento polarizado en el pelo radical : peroxidasas Apoplásticas y Cisteina-EndoPeptidasas - Marzol, Eliana (2018)
Los pelos radicales son importantes para la absorción de nutrientes y agua del suelo y sirven de anclaje a la planta. Estos poseen un crecimiento polarizado, es decir que crecen en un solo sentido. Este tipo de crecimiento se caracteriza por tener un comportamiento oscilatorio, acompañado por un gradiente de especies reactivas de oxígeno (ROS) y de iones Ca2+. Las paredes celulares en las plantas imponen límites al crecimiento. Por lo cual, debe sufrir modificaciones constantes para lograr la expansión. Las paredes celulares están compuestas por polisacáridos y proteínas ricas en hidroxiprolina (hydroxyproline-rich glycoproteins; HRPGs) que incluyen a las extensinas (EXTs). Estas últimas, están unidas covalentemente a través de sus residuos de tirosinas, formando una red. Las Peroxidasas apoplásticas (PERIII) son enzimas que llevan a cabo tres diferentes ciclos enzimáticos, llamados ciclo peroxidativo, ciclo hidroxílico y ciclo oxidativo. Durante su ciclo peroxidativo, las PERIII usan H2O2 como agente oxidante para producir radicales libres en componentes fenólicos y glicoproteínas estructurales que pueden, en forma subsecuente forman enlaces covalentes estables. Esta actividad contribuye a la rigidización de la pared celular y por lo tanto limita el crecimiento. Las PERIII pueden también causar la relajación de la pared celular mediante su ciclo hidroxílico, en el cual producen ROS, lo que provoca el clivaje de polisacáridos en forma no enzimática y un relajamiento general de la pared celular. Por lo tanto, las PERIII pueden cumplir roles opuestos en la expansión celular, dependiendo de las condiciones de crecimiento. Finalmente, en el ciclo oxidativo las PERIII generan radicales super-óxido (O2•-) a partir de la reducción de 1O2, que puede ser dismutado a H2O2, ya sea espontaneamoente o enzimaticamente mediante la superóxido dismutasa (SOD) modulando así, los niveles de ROS. En esta tesis, se identificaron a las PERIII involucradas en el crecimiento del pelo radical. Se determinó su función en la producción de ROS necesario para la expansión y los efectos que estas enzimas producen en la pared celular. También, se demostró que las PERIII están reguladas por el FT RSL4, el cual es activado por auxinas a través de ciertos factores de respuesta a auxinas (ARFs). Los ARFs implicados en este proceso también fueron identificados en este trabajo. Otras enzimas que podrían modificar la estructura de la pared celular son las Las Cisteína-Endo Peptidasas (CEPs). Éstas son capaces de clivar EXTs a nivel de prolina e hidroxiprolina glicosilada, razón por la cuál, se hipotetiza que podrían regular ya sea el desensamblado de la red de EXTs en el apoplasto y/o ejercer un control de calidad en aquellas EXTs mal procesadas (sub-glicosiladas o sobre-glicosiladas) en el sistema secretorio en el RE-Golgi. En esta tesis se determinaron cúales son las CEPs que se expresan en pelos radicales, se exploró el rol biológico de estas enzimas y su regulación transcripcional durante la expansión polarizada del pelo radical.