La expresión ectópica de una anhidrasa carbónica en Arabidopsis genera disfunción del complejo I mitocondrial y afecta el desarrollo normal de anteras

VILLARREAL FERNANDO; MARTÍN MARÍA V; LOMBARDO CRISTINA; BARTOLI CARLOS GUILLERMO; ZABALETA EDUARDO

Rosario

Congreso; XIII Reunión Latinoamericana de Fisiología Vegetal; 2008

Asociación Argentina de Fisiología Vegetal

El genoma de Arabidopsis presenta 5 genes que codifican para anhidrasas carbónicas del tipo ¦Ã (denominadas CAs, por Carbonic Anhydrases), que son componentes del complejo I mitocondrial, formando una subunidad espec¨ªfica de plantas. Anteriormente fue mostrado que plantas sobreexpresantes del gen CA2 mostraban un fenotipo de macho esterilidad por no dehiscencia de anteras, defectos en la respiraci¨®n y reducci¨®n de niveles de especies reactivas del ox¨ªgeno (ROS) en anteras. La hip¨®tesis que se plante¨® fue entonces que la expresi¨®n ect¨®pica de CA2 produce un incremento en los niveles de antioxidantes responsables de la dr¨¢stica reducci¨®n en los niveles de ROS, necesarios para la deposici¨®n de lignina, la cual es esencial para que se produzca la dehiscencia en anteras. A fin de comprobar o rechazar la hip¨®tesis, se realizaron varios experimentos. En primer lugar, se comprob¨® que las anteras de plantas sobreexpresantes mostraban deficiencias en la deposici¨®n de lignina. Luego se midi¨® el contenido de antioxidantes en plantas sobreexpresantes. Sorprendentemente, los niveles de asc¨®rbico est¨¢n algo reducidos y los niveles de glutati¨®n aumentan ligeramente. Por medio de Western blot se comprob¨® que existe un aumento de 2,5 - 3 veces de niveles de prote¨ªna en hojas, y aunque en flores los niveles son similares, el hecho de que el transgen est¨¦ regulado por el promotor fuerte 35S nos permite deducir que en flores es determinante que CA2 se exprese en tejidos en los que normalmente no se expresa (por ejemplo, endotecio). Adem¨¢s hay un incremento en la expresi¨®n de otros genes de anhidrasas carb¨®nicas. Con estos datos, podemos proponer que la expresi¨®n ect¨®pica de CA2 genera una disfunci¨®n del Complejo I por acidificaci¨®n anormal de la matriz mitocondrial, disminuyendo dr¨¢sticamente la producci¨®n de  ROS, afectando as¨ª al desarrollo de las anteras.