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Hallazgo clave en el proceso de fotosíntesis

Hallazgo clave en el proceso de fotosíntesis

 

Tomado de: http://www.mincyt.gob.ar/noticias/hallazgo-clave-en-el-proceso-de-fotosintesis-9902

Consultado el 12 de abril de 2014. 6:03 p.m.

Científicos argentinos descubrieron una nueva forma por la que el cloroplasto, encargado de la fotosíntesis, afecta la expresión de genes frente a la variación en las condiciones de luminosidad.

Hallazgo clave en el proceso de fotosíntesis

(izq. a der.) Micaela Godoy Herz, Lino Barañao y Alberto Kornblihtt durante la presentación.

El ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, Dr. Lino Barañao, encabezó la presentación del Dr. Alberto Kornblihtt,  sobre el descubrimiento de un nuevo mecanismo que interviene en la regulación de la respuesta de las plantas a la luz. Esta investigación, realizada por su equipo del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIByNE) dependiente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y la Universidad de Buenos Aires (UBA), fue publicada hoy en la revista Science. El paper, destacado por la prestigiosa publicación científica, lleva las firmas de sus primeros autores el Dr. Ezequiel Petrillo, quien se encuentra realizando un postdoctorado en Max F. Perutz Laboratories de la Universidad de Viena, Austria, y la becaria de doctorado Micaela Godoy Herz del IFIByNE.

Barañao: “En una década se ha multiplicado por cien la cantidad de publicaciones de argentinos en revistas científicas de primer nivel”. “Afortunadamente podemos mostrar que la ciencia íntegramente realizada en Argentina es altamente competitiva” finalizó el titular de la cartera de Ciencia.

Al respecto, el titular de la cartera de Ciencia aseguró que “en una década se ha multiplicado por cien la cantidad de publicaciones de argentinos en revistas científicas de primer nivel”  y agregó que “antes para que un investigador publicara tenía que ir a trabajar a otro país o hacer una cooperación con institutos de investigación extranjeros”. Para finalizar, el ministro Barañao expresó que “afortunadamente podemos mostrar que la ciencia íntegramente realizada en Argentina es altamente competitiva”.    

La fotosíntesis, el proceso a través del cual las células de las plantas y algas transforman sustancias inorgánicas en orgánicas a través del uso de energía luminosa, es un mecanismo que fue descripto en profundidad a partir del siglo XIX. Sin embargo, hasta ahora se desconocía que la fotosíntesis también sensa la luz para controlar al núcleo de la célula vegetal y regular cuántas proteínas distintas puede fabricar cada uno de sus genes, en respuesta a diferentes condiciones de luz/oscuridad.

Los investigadores demostraron que este sensor que manda la señal al núcleo es el cloroplasto, la organela encargada de la fotosíntesis. “Al ser iluminadas, las plantas cambian el splicing alternativo de diversos genes respecto de lo que ocurre en oscuridad”, comenta Alberto Kornblihtt, investigador superior del CONICET en el IFIBYNE, profesor en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN-UBA) y director del estudio.

Frente a las variaciones en la intensidad de la luz, el cloroplasto envía una señal al núcleo de la célula, que modifica el splicing alternativo de un gen y desencadena una serie de respuestas en la planta.

El splicing alternativo es el mecanismo por el cual se pueden obtener distintas proteínas a partir de un mismo gen a través del corte y pegado selectivo de secciones del Ácido ribonucleico (ARN) mensajero, que es el “molde” de la información contenida dentro del gen.

El equipo descubrió que la señal generada por el cloroplasto afecta las proporciones de los tres ARN mensajeros (ARNm1, ARNm2 y ARNm3) obtenidos a partir del splicing alternativo de un gen en particular. Mientras que las formas 2 y 3 son retenidas en el núcleo, el ARNm1 pasa al citoplasma de la célula, donde es traducido a la proteína At-RS31.

Justamente, la señal que envía el cloroplasto al núcleo aumenta la proporción del ARNm1 y por lo tanto de la proteína. Esta señal deja de enviarse durante grandes períodos de oscuridad o de baja intensidad lumínica, y como resultado las plantas sufren cambios importantes: son más pequeñas, amarillentas y en ellas la clorofila se degrada más rápidamente. “Es decir que son menos resistentes a condiciones adversas”, comenta Ezequiel Petrillo, primer autor del estudio.

Si bien los investigadores continúan estudiando sobre qué mecanismos celulares actúa At-RS31, sí se conoce que esta proteína es un factor de splicing, es decir que actúa y modifica el splicing alternativo de otros genes. “Esta regulación es importante para la planta, ya que si se interrumpe este proceso tiene serias dificultades para crecer y desarrollarse bien; no en ciclos normales, sino en situaciones extremas ya sea de luz u oscuridad prolongadas”, analiza Kornblihtt.

Pero además durante el estudio los investigadores demostraron que la señal emitida por el cloroplasto puede viajar desde las hojas hasta las raíces, cuyas células no tienen esta organela, y modificar el splicing alternativo que ocurre en sus núcleos. “La señal generada por el cloroplasto en respuesta a la luz en las hojas es capaz de comunicarle a los tejidos no fotosintéticos -como la raíz- la misma información, gatillando cambios similares en la expresión génica de estos tejidos distantes”, detalla Petrillo.

Entre el 2003 y el 2011, el equipo de investigación recibió subsidios de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, dependiente de la cartera de Ciencia, por un total de $3.462.548. También recibieron aportes del CONICET, la Universidad de Buenos Aires, el Howard Hughes Medical Institute y la Red Europea de Splicing Alternativo (EURASNET).

 

Historia evolutiva

Kornblihtt explica que los cloroplastos eran originariamente bacterias fotosintéticas y que hace aproximadamente 1.500 millones de años fueron incorporados a otras células ya existentes, con las cuales establecieron una relación simbiótica.

Hasta ahora se conocía que el cloroplasto provee a la célula la capacidad de hacer fotosíntesis; sin embargo la descripción de su rol como sensor de la intensidad de luz y su regulación del splicing alternativo de genes abre la puerta a investigaciones futuras.

“Ya no basta con saber qué genes están prendidos o apagados en células animales y vegetales”, enfatiza Kornblihtt, “en el caso de aquellos que están encendidos, hay que conocer qué variante de la proteína producen y en qué condiciones para poder determinar su rol”.

 

Autores de la investigación

- Ezequiel Petrillo. Instituto Max F. Perutz, Universidad Médica de Viena. Austria.

- Micaela A. Godoy Herz. Becaria doctoral. IFIBYNE.

- Armin Fuchs. Instituto Max F. Perutz, Universidad Médica de Viena. Austria.

- Dominik Reifer. Instituto Max F. Perutz, Universidad Médica de Viena. Austria.

- John Fuller. Instituto James Hutton, Invergowrie. Universidad de Dundee. Escocia.

- Marcelo J. Yanovsky. Investigador independiente. Instituto de Investigaciones Bioquímicas   de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir.

- Craig Simpson. Instituto James Hutton, Invergowrie. Universidad de Dundee. Escocia.

- John W. S. Brown. Instituto James Hutton, Invergowrie. Universidad de Dundee. Escocia.

- Andrea Barta. Instituto Max F. Perutz, Universidad Médica de Viena. Austria.

- Maria Kalyna. Instituto Max F. Perutz, Universidad Médica de Viena. Austria.

- Alberto R. Kornblihtt. Investigador superior. IFIBYNE.

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LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES

 
LA MATERIA
 
Como me imagino, es primera vez que te hablan de lo que es la materia.
 
 
La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio, aunque no la veas, por ejemplo, el aire tiene masa así no lo sientas "pesado" encima de ti. Todo lo que existe en el universo es materia, tu cuerpo y la ropa que llevas puesta.
 
Supongo que hasta el momento te han dicho que la célula es lo más pequeño que conforma a los seres vivos, pero te cuento que las células están formadas por unas partículas muchiiiiiiiiiiiisimo más pequeñas llamadas átomos.
Éstas partículas se unen unas con otras y forman los objetos y cuerpos que conoces.
 
 
 
 
La materia tiene propiedades que son generales y específicas.
 
 
LAS PROPIEDADES GENERALES SON:

 

 
Extensión. Todos los cuerpos ocupan un lugar en el espacio. El lugar que ocupa un cuerpo se conoce como Volumen.

Impenetrabilidad. Como cada cuerpo ocupa un lugar en el espacio, su lugar no puede ser ocupado al mismo tiempo por otro cuerpo.

Inercia. Consiste en la tendencia que tienen los cuerpos de continuar en su estado de reposo o movimiento en el que se encuentran, si no hay una fuerza que los cambie.

Masa. Es la cantidad de materia contenida en un volumen cualquiera, la masa de un cuerpo es la misma en cualquier parte de la Tierra o en otro planeta.

Peso. Es la acción de la gravedad de la Tierra sobre los cuerpos. En los lugares donde la fuerza de gravedad es menor, por ejemplo, en una montaña o en la Luna, el peso de los cuerpos disminuye, por el contrario si el objeto llega a un lugar donde la fuerza de gravedad es mayor, el peso aumenta. La unidad de medida es el Newton (N) y se calcula multiplicando la masa del objeto por la fuerza de gravedad del lugar en el que se encuentra.


                                      m x g = N



Divisibilidad. Es la propiedad que tiene cualquier cuerpo de poder dividirse en pedazos más pequeños, hasta llegar a las moléculas y los átomos.

Porosidad. Como los cuerpos están formados por partículas diminutas, éstas dejan entre sí espacios vacíos llamados poros.

Elasticidad. Propiedad que tienen los cuerpos de cambiar su forma cuando se les aplica una fuerza adecuada y de recobrar la forma original cuando se suspende la acción de la fuerza. La elasticidad tiene un límite, si se sobrepasa el cuerpo sufre una deformación permanente o se rompe. Hay cuerpos especiales en los cuales se nota esta propiedad, como en una liga, en la hoja de un cuchillo; en otros, la elasticidad se manifiesta poco, como en el vidrio o en la porcelana.
 
 
PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA
 

Las propiedades específicas de la materia son aquellas que permiten diferenciar un objeto o cuerpo de otro, por ejemplo la densidad, es propia de cada compuesto, porque tiene valores diferentes para cada uno.


Densidad: La densidad es una propiedad específica de la materia que nos permite diferenciar unos materiales de otros. Mide, en cierto modo, lo concentrada que esta la masa de un cuerpo. Por ejemplo, el plomo tiene la densidad mayor que la madera.
La densidad es la relación (cociente) que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo.
Densidad = masa / volumen
 
Punto de fusión: Fusión es el proceso por el que una sustancia sólida al calentarse se convierte en líquido. Es el proceso inverso a la solidificación. Llamamos punto de fusión de una sustancia a la temperatura a la que se produce su fusión. Es una propiedad física característica de cada sustancia. Mientras el sólido cambia de estado sólido a estado líquido, la temperatura se mantiene constante.

Elasticidad: Es una propiedad que poseen algunos materiales o cuerpos por la que recuperan la forma cuando cesa la acción de la fuerza que los deformaba. Ejemplo: la goma.
 
Brillo: Es el aspecto que ofrece la superficie de un mineral al reflejar la luz. El brillo puede ser:

Metálico: semejante al que tiene un metal.
Adamantino: como el de los diamantes.
Nacarado: parecido al del nácar de las perlas.
Vítreo: como el del vidrio de las ventanas.
 
La dureza: Es la oposición que presentan los materiales a ser rayados. El vidrio y el diamante son materiales duros, pues es difícil rayarlos.
El yeso, por el contrario, es un material más blando; se raya con facilidad
 
Punto de Ebullición: La ebullición comienza cuando al calentar un líquido aparecen burbujas de gas en toda su masa. Esto ocurre a una temperatura fija para cada sustancia.
Llamamos Punto de ebullición de una sustancia a la temperatura a que se produce la ebullución de dicha sustancia. A nivel microscópico ocurre que casi todas las partículas tienen energía suficiente para escapar del líquido y liberarse en forma de gas.
 
Resistencia: Es la propiedad de ciertos materiales, como el acero, para soportar grandes esfuerzos. Dichos materiales se emplean para elaborar estructuras que deban soportar mucho peso (puentes, rascacielos,...)