El sistema de transporte de plantas

Este artículo resume los avances recientes en la caracterización de genes y proteínas implicados en el transporte de agua y los principales nutrientes minerales. Figura 1 Flujo de Si a través de la planta usando transportadores de Si en arroz. Los productos de la fuente generalmente se trasladan al sumidero más cercano a través del floema.

Las conclusiones iniciales de este trabajo son que múltiples genes regulados están involucrados en la captación de un anión particular y que los transportadores de plantas comparten una secuencia y similitud funcional con proteínas equivalentes en hongos y levaduras. Entre los cotransportadores, distinguimos uniportadores, antiportadores y simportadores. Los uniportadores, como los canales, mueven las sustancias hacia abajo en un gradiente de concentración, aunque mucho más lentamente. El movimiento de un soluto en contra de su gradiente de concentración está, por tanto, acoplado al movimiento de la sustancia secundaria (en las plantas suele ser un protón) por su gradiente de concentración.

• En las hojas, el azúcar se sintetiza en las células del mesófilo y luego se bombea activamente al floema, utilizando energía metabólica.
• Cuando un soluto como el azúcar se concentra dentro de las células, el agua ingresa a las células por ósmosis.
• Los vasos del xilema se ramifican en las hojas para formar un sistema ramificado de vasos finos llamados venas foliares.
• Dado que las células vegetales tienen una pared celular rígida, este influjo de agua crea una gran cantidad de presión interna, más de diez veces la presión de un neumático de automóvil.
• Al usar energía, el azúcar no solo se transfiere al floema, sino que también se concentra.

En cuanto a la captación de K, es poco probable que los modelos que asumen una vía principal para la captación de Na de baja afinidad sobrevivan a raíz de los hallazgos de múltiples familias de genes que median la captación de cationes. Además de la regulación transcripcional, parece probable que la regulación postraduccional desempeñe un papel importante en la captación de K. El mutante de sensibilidad al Na sos3 regula la captación de K (Rb) y Na y recientemente se demostró que codifica un homólogo de una subunidad reguladora que detecta el Ca2 que modula las proteínas fosfatasas o quinasas en células animales. Estos datos demuestran la importancia de la regulación postraduccional para el transporte de K y Na.

Los estudios de trazador de flujo sugieren que existen múltiples componentes de absorción de K (Rb) de baja afinidad, con valores de Km distinguibles para K en el rango de concentración milimolar. Se necesitan más investigaciones para determinar las contribuciones relativas de K en los canales de diferentes células de la raíz a la captación fisiológica de K. A continuación, se identificaron clones de ADNc con secuencias relacionadas en las bases de datos de etiquetas de secuencia expresadas en Arabidopsis.

Por ejemplo, las hojas más altas enviarán fotosintetos hacia arriba, hasta la punta del brote en crecimiento, mientras que las hojas inferiores dirigirán los fotosintetos hacia las raíces. Las hojas intermedias enviarán productos en ambas direcciones, a diferencia del flujo en el xilema, que siempre es unidireccional. El patrón de flujo de fotosintato cambia a medida que la planta crece y se desarrolla. Los fotosintatos se dirigen principalmente a las raíces desde el principio, a los brotes y hojas durante el crecimiento vegetativo y a las semillas y frutos durante el desarrollo reproductivo.

Los genes de las plantas muestran típicamente del 75 al 85% de identidad entre sí y del 25 al 35% de identidad con los transportadores de hongos a nivel de aminoácidos. Todos los genes de las plantas responden a la privación de fosfato con un aumento espectacular de los niveles de transcripción, y la mayoría de las proteínas correspondientes se localizan en las raíces. Un desafío importante ha sido identificar los componentes de cada sistema de absorción y determinar la contribución que cada uno hace a la absorción oracionesasantarita.com de nutrientes y al crecimiento de las plantas. Se han clonado muchos genes transportadores de aniones y todos han predicho topologías de membrana encontradas en cotransportadores con 12 dominios que atraviesan la membrana. Muchos de los genes clonados también muestran una expresión regulada y producen productos funcionales en sistemas heterólogos como la levadura o los ovocitos de Xenopus. En un caso, se identificaron plantas con mutaciones en el gen transportador y se utilizaron para el análisis funcional.

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El potencial de gravedad (Ψg) siempre es negativo a cero en una planta sin altura. La fuerza de la gravedad empuja el agua hacia el suelo, reduciendo la cantidad total de energía potencial en el agua de la planta (Ψtotal). Cuanto más alta es la planta, más alta es la columna de agua y más influyente se vuelve Ψg. A escala celular y en plantas bajas, este efecto es insignificante y fácilmente ignorado. Sin embargo, oracionasanjudas-tadeo.com sobre la altura de un árbol alto como una secuoya costera gigante, la atracción gravitacional de –0.1 MPa m-1 equivale a 1 MPa adicional de resistencia que debe superarse para que el agua alcance las hojas de los árboles más altos. Exarch se utiliza cuando hay más de una hebra de xilema primario en un tallo o raíz, y el xilema se desarrolla de afuera hacia adentro hacia el centro, es decir, centrípetamente.

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Por lo tanto, la alta concentración de protones en el apoplasto impulsa el movimiento hacia adentro de ciertos iones, como el nitrato, por un simportador. De manera similar, los gradientes de protones pueden impulsar el movimiento de iones hacia la vacuola por el antiportador protón-sodio o el antiportador protón-calcio. La captación y transporte de agua e iones descargarhappymod.com minerales se encuentran entre los temas más antiguos de la fisiología vegetal, y numerosos estudios han descrito estos procesos a nivel de toda la planta y a nivel de órganos (por ejemplo, con raíces extirpadas). El trabajo posterior se basó en vesículas de membrana aisladas y electrofisiología para caracterizar los procesos de transporte a nivel de la membrana.

Otros análisis bioquímicos, electrofisiológicos y genéticos ayudarán a determinar la regulación y las contribuciones fisiológicas de los transportadores de K individuales in vivo. La hibridación in situ de ARN con una sonda HKT1 muestra altos niveles de expresión de HKT1 en las células corticales de la raíz y en las capas celulares que rodean los haces vasculares de las hojas (D.P. Schachtman y J.I. Schroeder, datos no publicados). El patrón de expresión de HKT1 puede indicar un papel para HKT1 en el transporte de Na y K de hojas y raíces, como se explica en el texto. Sin embargo, todavía no se ha informado de estimulación de protones de la absorción de K en raíces intactas. La alteración de genes para otros mecanismos de captación de K podría proporcionar un enfoque para resolver la captación de K de alta afinidad estimulada por protones propuesta en las raíces. En raíces de maíz intactas, el componente de baja afinidad no saturable de la absorción de Rb es inhibido por el bloqueador de los canales de K, tetraetilamonio, lo que sugiere la participación de los canales de K en la absorción de K (Rb) de baja afinidad. Estos canales de K son activados por potenciales de la membrana plasmática más negativos que el potencial de equilibrio de K, lo que sugiere que el K activado en los canales “atrae” K hacia las células con una activación suficiente de las bombas de protones.