Boletín
UNAM-DGCS-063
Ciudad Universitaria
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DESCUBREN UNIVERSITARIOS MECANISMO MOLECULAR QUE CONTRIBUYE A LA
DIVERSIDAD VEGETAL
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Felipe Cruz García, académico de la
Facultad de Química de la UNAM, y un equipo de colaboradores, investigaron el
reconocimiento del polen en las plantas
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Por su importancia para la reproducción de especies naturales, sus
resultados serán publicados en la prestigiada revista científica Nature
· Las plantas, a diferencia de los animales, no pueden seleccionar de manera visual con quién tener descendencia, en cambio, poseen un sistema genético de escrutamiento
Felipe Cruz García, académico de la Facultad de Química de la UNAM, y un equipo de colaboradores descubrieron parte del mecanismo molecular de reconocimiento de polen de las plantas, mediante el cual es posible contar con una diversidad vegetal como la que existe en el planeta.
Por su importancia para la reproducción de especies naturales, los resultados de esta investigación serán publicados en la prestigiada revista científica Nature en fecha próxima.
Cruz García
explicó que las plantas, a diferencia de los animales, no pueden seleccionar de
manera visual con quién tener descendencia, es decir, no eligen a su pareja. En
cambio, poseen un sistema genético de escrutamiento.
La mayoría de
las flores son hermafroditas, es decir, tienen los dos sexos; y dada la
proximidad del órgano masculino con el femenino es probable que su propio polen
le caiga a ella misma. Si eso ocurriese de forma recurrente se presentaría depresión
endogámica, a causa del apareamiento de individuos emparentados entre sí. “En
los humanos ocurrirían inconvenientes como la consanguinidad que produce la
hemofilia, por ejemplo”, dijo.
Para evitar tal
conflicto, han desarrollado un sistema bioquímico de reconocimiento del
material propio y del proveniente de fuentes externas. “Eso es importante,
porque si viene de otras, las células espermáticas sí fecundarán a los óvulos y
se producirá una descendencia con mayor variabilidad genética”, aclaró.
Esto propicia
que un vegetal genere una proteína con actividad de ribonucleasa conocida como
S-RNasa, que contacta a otra producto del polen llamada SLF, de tal suerte que
si ésta última viene de la misma fuente será rechazada, expuso.
Por ejemplo, una planta S1S1
producirá una S1-RNasa que identificará a la proteína SLF1 del polvillo. Cuando
así sucede y ambas coinciden, la especie mata a su propio material. Si viene de
otra variedad, por ejemplo, de una S3S3, la deja libre y el tubo polínico crece
y fecunda a los óvulos; entonces la descendencia será S1S3. Es decir, se
incorporan nuevos genes, sostuvo.
Ese detalle “contribuye en
gran medida a que sea apreciable la diversidad vegetal, porque estos sistemas
promueven la polinización cruzada, es decir, la posibilidad de tener
descendencia con diferentes individuos”, aseveró.
Hasta ahora, añadió el científico, se había sugerido que
el mecanismo molecular de rechazo se llevaba a cabo por degradación de la
S-RNasa en los tubos polínicos, inducida por otra proteína, la SLF, descubierta
por especialistas estadounidenses.
Sin embargo,
desde 1997, cuando el universitario realizó una estancia posdoctoral en la
Universidad de Missouri-Columbia, Estados Unidos, se había detectado que eso no
ocurría así. Las observaciones en microscopía confocal lo confirmaron, recordó.
Se comenzó entonces un trabajo de genética,
inmunocitoquímica, bioquímica y biología molecular de gran intensidad, tanto en
esa institución como en el laboratorio del doctor Felipe Cruz en la FQ, hasta que
ahora se demuestra que la S-RNasa no se degrada, sino que queda encerrada en
vacuolas dentro del tubo polínico, detalló.
Los expertos
encontraron que cuando el polen no será rechazado, las cápsulas que contienen
esa proteína (mortal en el citoplasma porque puede comerse al RNA e impedir la
síntesis, con lo cual la célula muere), quedan secuestradas en dichos tubos.
Cuando proviene de la planta misma, se rompen y liberan la S-RNasa, y se
provoca la muerte. Por tanto, no hay fecundación, agregó.
Además, las
plantas distinguen entre el polen foráneo y el proveniente de “hermanas”. “A un
vegetal en población abierta le cae lo que sea. Pero tiene un genotipo, por
ejemplo, S1S1, S2S2, S3S3, que produce su polen respectivo”, refirió.
Si la receptora es S1S1 y le
llegan pólenes S1, S2 y S3, al único que dispondrá para matarlo será al
primero. Incluso si hay otro individuo genéticamente parecido también perece.
Los demás crecen, y ese ejemplar deja una progenie mixta, reveló.
Eso les
garantiza variabilidad, que los individuos se adapten mejor a diferentes
condiciones ambientales. “Si no tienen capital genético no podrán contender con
el ambiente y eso será un problema futuro en la agricultura con las plantas que
se autofecundan, como el jitomate”, adujo.
Se trató “de
identificar los factores genéticos del tubo polínico que participan en la
cascada de eventos relacionados con el hecho de que se rompa o no la vacuola”.
Cruz García señaló que junto con sus estudiantes trata de armar el
“rompecabezas” de la serie de eventos moleculares que llevan a dicho
comportamiento y, en consecuencia, con quién tiene descendencia la planta.
A pesar de haber causado gran
controversia entre la comunidad científica que daba por hecho la degradación de
la S-RNasa, y de que el artículo estuvo en “litigio” por alrededor de cinco
meses, ante la evidencia científica fue aceptado por Nature, abundó.
En la
investigación también participó Sonia Vázquez Santana, de la Facultad de
Ciencias, quien trabajó en la inmunolocalización de las S-RNasas en la célula
al usar microscopía confocal, y el grupo de la Universidad de Missouri.
El
descubrimiento es importante en el área de reproducción de plantas y para
participar en una investigación de punta. “Este resultado ubica una vez más a
la Universidad como una institución donde se hacen trabajos de frontera, y
cuyos integrantes son capaces de colaborar con investigadores de otros países.
El apoyo de la propia UNAM y del Conacyt tiene resultados, este es un ejemplo
de que los presupuestos funcionan”, concluyó.
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Felipe Cruz García, de la Facultad de Química de la UNAM, y un equipo de
colaboradores descubrieron parte del mecanismo molecular de reconocimiento de
polen de las plantas.
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