Ferredoxinas mitocondriales de Arabidopsis thaliana: su rol durante el desarrollo y la fertilización

Abstract

La formación de gametas en plantas tiene lugar en estructuras haploides especializadas denominadas gametofitos. El gametofito femenino o saco embrionario se encuentra rodeado por los tejidos maternos del óvulo y está compuesto por siete células: la ovocélula, la célula central, dos sinérgidas y tres antípodas. El estudio de mutantes de inserción en genes codificantes para una ferredoxina mitocondrial (ADX) y una ferredoxina reductasa (ADXR) mostró que estas proteínas son requeridas para el desarrollo del gametofito femenino y para el desarrollo temprano del embrión a través de un efecto materno. En vertebrados e insectos el complejo ADX-ADXR media la transferencia de electrones a un citocromo P450 mitocondrial, lo que constituye un paso clave en la síntesis de hormonas esteroideas. Mediante estudios in silico y experimentos de expresión transiente de proteínas de fusión, se determinó que seis citocromos P450 de A. thaliana tienen una localización mitocondrial. Experimentos de doble hibrido y de complementación de fluorescencia bimolecular demostraron que cuatro de ellos interaccionan con ADX1 in vivo. El estudio comparativo del patrón de esteroides de óvulos WT, spl y mutantes adxr, mostró que la homocastasterona, un esteroide precursor de brasinolide, se encuentra específicamente en el saco embrionario y no en tejidos esporofíticos del óvulo. Por otra parte, los óvulos adxr presentan un menor contenido de homocastasterona que las plantasWT. Estos resultados permitieron postular la existencia de una vía de síntesis de esteroides mitocondrial, hasta el momento desconocida en plantas, que sería esencial para el desarrollo gametofítico femenino. Por otra parte, mediante experimentos de silenciado inducible y desobre-expresión de los genes en estudio se determinó que el sistema ADX-ADXR sería también funcional en tejidos esporofíticos, donde podría regular eventos relacionados al crecimiento y desarrollo