Las plantas tienen mejor visión que los humanos, aun no teniendo ojos
A pesar de no poseer órganos visuales como nosotros, las plantas perciben todas las longitudes de onda y ven mejor que nosotros.
Como las personas, las plantas también tienen un ciclo de sueño-vigilia que denominamos ritmo circadiano. Los criptocromos son las proteínas de los cultivos y los animales que ayudan a regular los ciclos del sueño. Ahora, un estudio reciente ha descubierto que las plantas, gracias a estos receptores específicos, pueden reaccionar a los tonos azulados, haciéndoles percibir todas las longitudes de onda de la luz e incluso tener una mejor visión que la de los propios humanos.
"Las plantas pueden ver mucho mejor que nosotros", sentencia itzan Shabek del Departamento de Biología Vegetal de la Facultad de Ciencias Biológicas, coautor del trabajo que publica la revista Nature Communications Biology.
¿Cómo “ven”?
Las plantas no tienen órganos dedicados a la detección de luz, como nuestros ojos, pero sí cuentan con una gran variedad de receptores dedicados que pueden detectar casi todas las longitudes de onda. Uno de ellos son los fotorreceptores de luz azul llamados criptocromos, encargados de procesos clave como la germinación de las semillas, el tiempo de floración o el reloj circadiano. Cuando el criptocromo detecta un fotón entrante, reacciona de una manera que desencadena una respuesta fisiológica única.
Los científicos estudiaron el espécimen Arabidopsis thaliana, considerada una planta modelo. Tiene un genoma pequeño, crece rápidamente y produce muchas semillas, características que la convierten en un buen ejemplo de estudio y análisis.
Así, utilizando los rayos X de fuente de luz avanzada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, consiguieron identificar la estructura de construcción del criptocromo-2.
Shabek lab.
Cuando una parte de la molécula detecta la luz, se produce una reorganización que transforma la estructura molecular y libera unas proteínas llamadas reguladores transcripcionales que controlan la expresión de genes específicos en las plantas.
Los científicos observaron que la parte de la molécula que detectaba la luz cambiaba, por tanto, su estructura al reaccionar con partículas de luz, pasando de una sola unidad a una estructura formada por cuatro unidades unidas entre sí, o tetrámero.
"Este proceso de reordenamiento, llamado oligomerización fotoinducida, también es muy intrigante porque ciertos elementos dentro de la proteína sufren cambios cuando se exponen a la luz azul. Nuestra estructura molecular sugiere que estos cambios inducidos por la luz liberan reguladores transcripcionales que controlan la expresión de genes específicos en plantas", comenta Shabek.
Los autores mencionan que este descubrimiento es un paso más en la dirección de su propósito más ambicioso de comprender los mecanismos de detección en los cultivos. Su equipo está ansioso por indagar en las vías de señalización suaves y las percepciones hormonales de las plantas.
"Estamos interesados en las percepciones de hormonas, así como en las vías de señalización de la luz", concluye Shabek.
El equipo resolvió por primera vez la estructura cristalina del receptor de luz azul hace dos años, utilizando cristalografía de rayos X y enfoques bioquímicos.
Referencia: Malathy Palayam, Jagadeesan Ganapathy, Angelica M. Guercio, Lior Tal, Samuel L. Deck, Nitzan Shabek. Structural insights into photoactivation of plant Cryptochrome-2. Communications Biology, 2021; 4 (1) DOI: 10.1038/s42003-020-01531-x
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