Estudio de la permeabilidad al agua y solutos y sus mecanismos de regulación en Beta vulgaris

• Autores: Sutka, Moira Romina
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Amodeo, Gabriela
• Materia: BETA VULGARIS; ACUAPORINAS; PH; TONOPLASTO; HISTIDINA; TRANSPORTE DE AGUA; ACIDIFICACION; TIPS; BETA VULGARIS; ACUAPORINS; PH; TONOPLAST; HISTIDIN; WATER TRANSPORT; ACIDIFICATION; TIPS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El descubrimiento en el mundo vegetal de canales para el movimiento de agua (acuaporinas) ha establecido un debate que abre las puertas a nuevas investigaciones que permitan dilucidar su papel. El objetivo de la presente tesis doctoral se centró por lo tanto en el estudio funcional y molecular del transporte de agua en la vía celular usando como modelo la membrana de la vacuola (tonoplasto) del parénquima de raíz de remolacha (Beta vulgaris). Estudios a nivel de la vacuola, muestran que el cambio de volumen a largo plazo fue reversiblemente inhibido por mercurio y acidificación externa (citoplasmática), siendo nulo a pH 6.6. Se observa además una alta permeabilidad a urea, también sensible a pH. Estudios a nivel del tonoplasto muestran un alto valor de permeabilidad al agua, inhibición por mercurio y baja energía de activación, parámetros que caracterizan la presencia acuaporinas, corroborado con anticuerpos específicos contra acuaporinas de tonoplasto (TIPs). Estudios a nivel molecular, con la sobrexpresión de una TIP en ovocitos de Xenopus mostraron actividad funcional pero no efecto de pH. Sin embargo, acuaporinas de membrana plasmática (PIPs), sobrexpresadas en el mismo sistema, fueron fuertemente inhibidas por la acidificación intracelular. Mediante mutagénesis dirigida se localizó el residuo sensor de pH, una histidina, fuertemente conservada y responsable de la sensibilidad a pH de estas acuaporinas. Este trabajo aporta, por lo tanto, evidencias que permiten fundamentalmente replantear el papel de la vía celular y establecer al pH como un importante mecanismo de regulación del pasaje de agua en plantas.
The discovery of channels that facilitate water movement in plant cells has established a new debate that opens the possibility of new research work than can help to elucidate their role in plant water transport. The objective of this thesis work is therefore to characterize at a functional and molecular level water transport in the cellular pathway employing as a model the vacuole membrane (tonoplast) of red beet (Beta vulgaris) root parenchyma. At the cellular level, our findings showed that long term volume changes was reversibly inhibited by mercury chloride and external acidification, being abolished at pH 6.6. A high permeability to urea, also blocked by low pH was also observed. At the level of the tonoplast, our findings showed high water permeability, mercurial inhibition, low activation energy, parameters that are consistent with the presence of functional aquaporins, which were also confirmed by antibodies against tonoplast aquaporins or TIPs. At the molecular level, studies overexpressing a TIP clon in Xenopus oocytes showed functional aquaporin activity but lack of a pH response. On the other hand, overexpression of plasmalemma aquaporins or PIPs was highly sensitive to cytoplasmic acidification. Site directed mutagenesis allowed to localize the residues responsible of the pH sensing, a histidine, highly conserved in PIPs. The described work allowed us to revisit the role of the cellular pathway in water transport and that to postulate that cytoplasmic acidification is an important regulatory mechanism involved in plant water transport.
Fil: Sutka, Moira Romina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.