El complejo Arp2/3 participa en el movimiento de cloroplastos en respuesta a luz azul y en la interacción cloroplastosactina en Arabidopsis thaliana
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Fecha
2009
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
Título de la revista
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Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
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Resumen
Organismos fotosintéticos como las plantas han desarrollado diversos mecanismos con el
fin de capturar y utilizar la energía solar para realizar complejos procesos metabólicos. Sin
embargo, la alta intensidad de ciertas longitudes de onda de luz, como la luz azul ( 426-446
nm, 1 00 J..Lmoles/m -2 s-I) puede causar daños irreversibles a las estructuras intracelulares,
tales como los organelos. Con el objetivo de evitar este daño por luz o "fotodaño", los
cloroplastos han demostrado que pueden moverse a modo de alejamiento de esta fuente de
luz, fenómeno conocido como movimiento de evasión. El movimiento de evasión de
cloroplastos en respuesta a luz azul es un proceso conocido desde hace mucho tiempo, sin
embargo, hasta el día de hoy se tiene muy poca información acerca de los factores
moleculares que median este movimiento estimulado por luz. Con el objetivo de identificar
el mecanismo molecular involucrado en el movimiento de evasión de cloroplastos en
respuesta a luz, hemos implementado un ensayo de motilidad in vivo que nos permite
visualizar el movimiento de cloroplastos en respuesta a luz azul en solo 15 segundos.
Análisis en mutantes de Arabidopsis que han sido descritas previamente como mutantes
que tienen alterada esta respuesta tales como photl, phot2 y chupl demostraron que este
ensayo puede ser utilizado para identificar loci asociados al movimiento de evasión de
cloroplastos. U san do este ensayo hemos podido demostrar que esta respuesta de evasión
también está alterada en las mutantes que conforman el complejo nucleador de actina
Arp2/3: arp3, arpc4 y arpc5; no así en las mutantes arp2 y arpc2. Adicionalmente un
ensayo de interacción entre cloroplastos y filamentos de actina in vitro demostró que todos
los loci pertenecientes al complejo Arp2/3 analizados en este trabajo están involucrados en
esta interacción. Esto indica que aunque todos los componentes del complejo Arp2/3 son
necesarios para mediar la adherencia de cloroplastos con los filamentos de actina, sólo
algunos de estos componentes serian indispensables en la respuesta de evasión in vivo. Los
resultados sugieren que el complejo Arp2/3 estaría participando en el movimiento de
evasión de cloroplastos en respuesta a luz en Arabidopsis thaliana.
Photosynthetic organisms such as plants have developed diverse mechanisms in order to capture and utilize solar energy to realize complex metabolic processes. However, high intensity of certain wavelengths of light, such as blue light ( 426-446 nm, 100 ¡.tmoles/m-2 s- 1 ) can cause irreversible damage to intracellular structures such as organelles. In order to avoid the damaging or "photodamage", chloroplasts m ove away from this light so urce, a process known as avoidance response. The chloroplast avoidance movement in response to blue light is a process known for many years; however, molecular factors that participate in this process are poorly understood. In order to identify the molecular mechanisms involved in chloroplast avoidance movement in response to blue light, we have implemented an in vivo motility assay which permits us to visualize chloroplast movement in response to blue light within 15 seconds of the treatment. Ana1ysis of previously described Arabidopsis mutants that have alterations in ch1orop1ast movement in response to blue light, such as chupl, photl and phot2, demonstrate that this assay may be used to identify loci associated with the chloroplast blue light avoidance response. Using this assay we demonstrate that this avoidance response is also altered in actin nucleator complex Arp2/3 mutants: arp3, arpc4 and arpc5 mutants, but not in arp2 and arpc2 mutants. Additionally, an in vitro chloroplast-actin interaction assay demonstrated that all loci belonging to the Arp2/3 complex analyzed in this work are involved in this interaction. Our results indicate that even though all the Arp2/3 complex components are necessary for mediating the chlorop1ast-actin interaction in vitro, not all the components are indispensable for the in vivo chloroplasts avoidance movement in response to blue light. These results suggest that the Arp2/3 complex participates in the chloroplast avoidance movement in response to blue light in Arabidopsis thaliana.
Photosynthetic organisms such as plants have developed diverse mechanisms in order to capture and utilize solar energy to realize complex metabolic processes. However, high intensity of certain wavelengths of light, such as blue light ( 426-446 nm, 100 ¡.tmoles/m-2 s- 1 ) can cause irreversible damage to intracellular structures such as organelles. In order to avoid the damaging or "photodamage", chloroplasts m ove away from this light so urce, a process known as avoidance response. The chloroplast avoidance movement in response to blue light is a process known for many years; however, molecular factors that participate in this process are poorly understood. In order to identify the molecular mechanisms involved in chloroplast avoidance movement in response to blue light, we have implemented an in vivo motility assay which permits us to visualize chloroplast movement in response to blue light within 15 seconds of the treatment. Ana1ysis of previously described Arabidopsis mutants that have alterations in ch1orop1ast movement in response to blue light, such as chupl, photl and phot2, demonstrate that this assay may be used to identify loci associated with the chloroplast blue light avoidance response. Using this assay we demonstrate that this avoidance response is also altered in actin nucleator complex Arp2/3 mutants: arp3, arpc4 and arpc5 mutants, but not in arp2 and arpc2 mutants. Additionally, an in vitro chloroplast-actin interaction assay demonstrated that all loci belonging to the Arp2/3 complex analyzed in this work are involved in this interaction. Our results indicate that even though all the Arp2/3 complex components are necessary for mediating the chlorop1ast-actin interaction in vitro, not all the components are indispensable for the in vivo chloroplasts avoidance movement in response to blue light. These results suggest that the Arp2/3 complex participates in the chloroplast avoidance movement in response to blue light in Arabidopsis thaliana.
Notas
Tesis (Bioquímico, Magíster en Bioquímica)
Esta Tesis se realizó en el Laboratorio de Genética Molecular Vegetal, Centro de Biotecnología Vegetal, Facultad de Ciencias Biológicas; y fue financiada por el proyecto Núcleo Milenio en Biotecnología Celular Vegetal, ICM-P06- 065-F.
Esta Tesis se realizó en el Laboratorio de Genética Molecular Vegetal, Centro de Biotecnología Vegetal, Facultad de Ciencias Biológicas; y fue financiada por el proyecto Núcleo Milenio en Biotecnología Celular Vegetal, ICM-P06- 065-F.
Palabras clave
Arabidopsis Thaliana