Análisis proteómico de los cloroplastos de Amaranthus cruentus var. Amaranteca

Abstract

"Las mayoría de las plantas C4 desarrollan la anatomía de Kranz, en la cual, el sistema vascular (SV) está rodeado por tejido fotosintético denominado células de la vaina del haz e inmediatas a estas se encuentran las células del mesófilo, esto implica la presencia de 2 tipos de cloroplastos, los del mesófilo (CM) involucrados en la fijación del CO2 y los de la vaina del haz (CVH) encargados de metabolizar el CO2. Mientras que en las plantas C3-C4, que también desarrollan la anatomía de Kranz, las enzimas de ambos procesos se localizan en los dos tipos de cloroplastos. El género Amaranthus spp. es considerado una planta C4 del subtipo NAD-enzima málica (NAD-ME), sin embargo, la morfología de los cloroplastos de Amaranthus cruentus var. Amaranteca observada por microscopio de transmisión electrónica (TEM) es similar, ambos cloroplastos pose grana y cúmulos de almidón. Además por inmunohistoquímica se detectó la subunidad grande de RuBisCO (RbcL) en los 2 tipos de cloroplastos, sugiriendo que el ciclo de Calvin está activo en ambos. Por otra parte, el análisis de los complejos tilacoidales de los cloroplastos en dos dimensiones usando geles nativos (BN) en la primera dimensión seguidos de la separación desnaturalizante en segunda dimensión en SDS-PAGE (2-DE BN/SDS-PAGE) mostró que las proteínas involucradas en la actividad del PSII fueron más abundantes en CM y que un tratamiento salino provoca variación en la acumulación de las subunidades de los complejos PSI y PSII, ATP sintetasa, CYTb6f, enzimas glicolíticas y otras enzimas involucradas en la síntesis de jasmonatos. Esto sugiere que a pesar de su morfología similar la composición de los complejos tilacoidales de los CVH y CM es diferente y que reaccionan a la presencia de sal en el suelo, incrementando la fotosíntesis y sintetizando moléculas involucradas en la respuesta de la planta a este tipo de estrés."

"Most of the C4 plants develop the Kranz anatomy, where the vascular system (VS) is surrounded by photosynthetic tissue named bundle sheath cells and immediate to them are located the mesophyll cells . This implies the presence of two types of chloroplasts, the mesophyll chloroplasts (MC) involved in the CO2 fixation and bundle sheath chloroplasts (BSC) responsible for metabolizing CO2. The C3-C4 intermediary plants also develop the Kranz anatomy but the enzymes of fixation and metabolizing the CO2 are expressed in the both chloroplasts. The Amaranthus spp. Genus is considered as C4 plant subtype NAD-malic enzyme (NAD-ME), however, the chloroplast morphology of Amaranthus cruentus var. Amaranteca observed by transmition electron microscopy (TEM) is quite similar, they have grana and starch cumulus. By immunohistochemical analysis it was possible to detect the RuBisCO´s large subunit (RbcL) in both chloroplasts type. However, the analyses of thylakoid protein complexes in two dimensions using blue native gels as first dimension followed by denaturing electrophoresis in SDS-PAGE in the second dimension (2-DE BN/SDS-PAGE), showed that proteins involved in the PSII activity were more represented in MC. When plants were subjected to salt stress, there was a variation of PSI and PSII core proteins, ATP synthetize complex, proteins involved in the jasmonates synthesis and glycolytic pathway. This suggests that despite the similar morphology of chloroplasts the composition of BSC and MC is different and that they responded to salt in the soil by increasing the photosynthesis and synthesis of molecules involved in the responses of plant to this kind of stress. "