Regulación de la expresión genética en plantas.

Activación del ciclo del glioxilato durante la

germinación de semillas.

Objetivos

• Comparar el contenido de lípidos, carbohidratos y proteínas en semillas de ajonjolí germinadas y sin germinar.

• Conocer un mecanismo de modificación de la expresión genética en eucariontes.

• Asociar cambios fisiológicos con cambios en la expresión de proteínas.

• Integración del metabolismo primario.• Integración de los conocimientos adquiridos

durante el curso.

Cambios fenotípicos durante el ciclo de vida de una planta.

En la semilla se almacenan las reservas necesarias para el desarrollo de una planta.

Carbohidratos• Almidón Amilosa + Amilopectina

• Hemicelulosas

LípidosTriacilgliceroles

Proteínas

El contenido de moléculas de reserva determina el metabolismo primario de la semilla durante la

germinación.

Transición de semilla a plántula

1. Hidratación2. Salida de la raíz

primitiva o radícula

3. Salida de los cotiledones o el tallo (coléptilo)

4. Enverdecimiento de las hojas (cloroplastos)

Una vez que la planta emerge del suelo se vuelve fotosintéticamente activa.

Heterotrófo: Metabolismo dependiente de las reservas de carbono, nitrógeno, fósforo… que se encuentran en diferentes tejidos de la semilla.

Autótrofo: La planta es fotosintéticamete activa.

H A

Durante la etapa de heterótrofo ocurre la movilización de moléculas de reserva.

En el caso de la mayoría de las semillas que contienen

lípidos se induce el CICLO DEL GLIOXILATO

Las células vegetales y las de algunos microorganismos pueden realizar la síntesis neta de carbohidratos a partir de grasas a través del ciclo del glioxilato.

Fases de la degradación de ácidos grasos

Ciclo del glioxilato. Permite la movilización de grasas de almacenaje a carbohidratos solubles

1. Vía que se parece a la del ciclo de Krebs pero…

2. Evita las descarboxilaciones

(No hay pérdida de C como CO2)

3. Y tiene:

ENZIMAS REGULATORIAS

• Isocitrato liasa• Malato sintasa

Ciclo del glioxilato

• Es la vía metabolica por la cual 2 moléculas de acetil-CoA se convierten en 1 molécula de succinato, teniendo como un intermediario al glioxilato.

• El succinato se convierte en oxalacetato y es usado durante la gluconeogenesis para generar glucosa y de ahí sacarosa .

• Los animales no pueden convertir los ácidos grasos en glucosa ya que no tienen las enzimas necesarias para sintetizar oxaloacetato desde el acetil CoA.

Transición del metabolismo heterotrófico a uno fotoautotrófico

Heterotrófo Fotoautotrófo

La actividad del ciclo del glioxilato durante la germinación

y post-germinación está regulada a nivel transcripcional GerminaciónPostgerminación

RNAm

El ciclo del glioxilato se inhibe una vez que la planta es autótrofa.

Si no se encuentran las enzimas claves del ciclo del glioxilato los ácidos grasos se oxidan vía el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa hasta CO2 y H2O.

Comparación de la frecuencia de germinación entre la planta WT y la planta mutante en la vía de la

oxidación (ped1-3).

En la oscuridad se induce la transcripción del gen de la malato sintasa.

CONTROL METABÓLICO

Durante la senescencia también se induce la malato sintasa

Transición de tejido con capacidad autotrófica a heterotrófica

Sacarosa reprime la inducción de las enzimas del ciclo del glioxilato

La práctica.Semillas de

ajonjolí (Sesamum indicum)

Extracción de proteínas

Extracción de lípidos

Extracción de carbohidratos

Separación por cromatografía en

placa fina

Determinación de proteínas:Bradford

Cuantificación colorimétrica: Método fenol-

sulfúrico

Germinación por 0 y 3 días

Medición de actividad

enzimática:Malato sintasa Piruvato cinasa

Ejercicios

Se utilizaron enzimas de restricción para la digestión completa del plásmido pBR32.¿Cómo será el corrimiento electróforético en los siguientes casos? Sin digerir Restricción con Enzima BamHI Restricción con BamHI y ScaI

Se quiere clonar el gen que codifica para una quitinasa en el plásmido pBR322, Se sabe que este gen tiene en sus extremos 5´ y 3´ sitios de reconocimientopara Pstl. La cepa en la que se realizará la transformación es susceptible a tetraciclinay a ampicilina. ¿Cómo será el fenotipo de la bacteria transformada?