Las modificaciones post-traduccionales en extensinas son esenciales en la expansión polarizada de pelos radiculares en Arabidopsis thaliana

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2014-12-02

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

MODIFICACIONES POST-TRADUCCIONALES - HIDROXILACION - O-GLYCOSYLACION - PARED CELULAR - EXTENSINAS - EXPANSION POLARIZADA - PELOS RADICULARES - POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS - HYDROXYLATION - O-GLICOSILATION - CELL WALL - EXTENSINS - POLARIZED EXPANSION - ROOT HAIRS

Descripción:

Los pelos radiculares son células individuales especializadas en la absorción de agua y nutrientesque crecen mediante expansión polarizada, proceso compartido con los tubos polínicos, axones,e hifas de hongos. No obstante, las paredes celulares imponen límites al crecimiento por lo cual,en plantas, se debe estar constantemente incorporando nuevas moléculas para lograr elcrecimiento. Sus paredes celulares están compuestas por polisacáridos y proteínas ricas enhidroxiprolina (hydroxyproline-rich glycoproteins; HRPGs) que incluyen a las extensinas (EXTs). Lahidroxilación de Prolinas (Hyp), una modificación post-traduccional (MPT) temprana de las HRGPs, catalizada por las Prolil-4-hidroxilasas (P4Hs), define los subsecuentes sitios de Oglicosilaciónen las EXTs, que son principalmente arabinosiladas. En este trabajo se exploró lafunción biológica de las P4Hs, las arabinosiltransferasas y las EXTs asociadas al desarrollo delpelo radicular. Inhibición bioquímica o disrupción genética de las P4Hs resultó en unainterrupción del crecimiento polarizado en los pelos radiculares y en una reducción de laarabinosilación de las EXTs. En segundo lugar, se demostró que la prolil-4-hidroxilasa 5 (P4H5) yen menor medida P4H2 y P4H13, son centrales para el desarrollo del pelo mediado por EXTs. Mediante experimentos de intercambio de promotores y regiones catalíticas, se pudo mostrarque P4H2 y P4H13 tienen funcionalidades intercambiables pero son incapaces de reemplazar a P4H5. Estas tres P4Hs son direccionadas a la vía secretoria, más específicamente al Retículo y Aparato de Golgi, donde P4H5 forma dímeros con P4H2 y P4H13, sugiriendo la existencia decomplejos de proteínas P4Hs. En tercer lugar, se exploró la localización sub-celular y laespecificidad de sustrato de P4H5, como también la arquitectura de la pared celular resultanteen el mutante p4h5. También se analizó la significancia fisiológica de las MPTs en las EXTs. Específicamente, mutantes deficientes en Hyp-O-arabinosilación o en Ser-O-galactosialciónmostraron pelos más cortos, debido al efecto conjunto de una tasa de crecimiento más lenta yuna interrupción temprana del crecimiento. A su vez, nuestros hallazgos resaltan que ambostipos de O-glicosilación (Hyp-O-arabinosilación y Ser-O-galactosilación) son necesarios y tienenefectos aditivos en el correcto funcionamiento de las EXTs durante la expansión del peloradicular. Finalmente, a través de simulaciones de dinámicas moleculares se pudo explorar lainfluencia de los O-glicanos en una putativa, auto-ensamblada, conformación de triple hélice de EXTs. Nuestros resultados demostrarían que una correcta O-glicosilación de las EXTs seríaesencial para el auto-ensamblado de la pared celular y por lo tanto en la elongación del peloradicular en Arabidopsis thaliana.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5632_Velasquez