Como é que as plantas detectam o oxigénio? Autor(es): Correia

Como é que as plantas detectam o oxigénio?
Autor(es):
Correia, Cristina Sousa
Publicado por:
Publindústria
URL
persistente:
URI:http://hdl.handle.net/10316.2/25835
Accessed :
30-May-2017 21:22:30
A navegação consulta e descarregamento dos títulos inseridos nas Bibliotecas Digitais UC Digitalis,
UC Pombalina e UC Impactum, pressupõem a aceitação plena e sem reservas dos Termos e
Condições de Uso destas Bibliotecas Digitais, disponíveis em https://digitalis.uc.pt/pt-pt/termos.
Conforme exposto nos referidos Termos e Condições de Uso, o descarregamento de títulos de
acesso restrito requer uma licença válida de autorização devendo o utilizador aceder ao(s)
documento(s) a partir de um endereço de IP da instituição detentora da supramencionada licença.
Ao utilizador é apenas permitido o descarregamento para uso pessoal, pelo que o emprego do(s)
título(s) descarregado(s) para outro fim, designadamente comercial, carece de autorização do
respetivo autor ou editor da obra.
Na medida em que todas as obras da UC Digitalis se encontram protegidas pelo Código do Direito
de Autor e Direitos Conexos e demais legislação aplicável, toda a cópia, parcial ou total, deste
documento, nos casos em que é legalmente admitida, deverá conter ou fazer-se acompanhar por
este aviso.
impactum.uc.pt
digitalis.uc.pt
A C T U A L I D A D E / C I Ê N C I A E I N V E S T IG A Ç Ã O
Por: Cristina Sousa Correia
IDENTIFICADO NOVO SISTEMA
TRANSPORTADOR DE AÇÚCARES
NAS PLANTAS
Como é que as plantas levam os açúcares produzidos pela fotossíntese foliar aos seus tecidos?
A resposta é através do floema, um sistema vascular que consiste em
células condutoras interligadas circundadas de células acompanhantes e parênquima. As membranas celulares das células condutoras do
floema contêm proteínas que activamente transportam os açúcares
ao longo destas células. Estes açúcares são transportados sobretudo
sob a forma de sacarose.
Contudo, até recentemente, a etapa anterior da cadeia de transporte dos açúcares estava ainda por investigar, ou seja, não se
conseguia explicar detalhadamente como é que os açúcares se
moviam das células de parênquima, onde se realiza a maior parte
da actividade fotossintética, para dentro das células condutoras do
floema. Num estudo recente de cientistas americanos foram identificadas varias proteínas, pertencentes à família proteica SWEET
que fazem exactamente isso.
As Sweets localizam-se nas membranas celulares das células de
parênquima e actuam como moléculas bombeadoras dos açúcares
através destas células. De forma a investigar a função das Sweets,
várias linhas transgénicas foram criadas em Arabidopsis thaliana
e em plantas de arroz, nas quais os genes correspondentes a cada
uma das proteínas Sweet envolvidas foram desligados.
Verificou-se que quando proteínas Sweet não estavam presentes,
a concentração dos açúcares nas folhas aumentava significativamente devido a estes não poderem ser transportados através
das células de parênquima. Da mesma forma, verificou-se que as
sementes, frutos e raízes das plantas mutantes não recebiam um
fornecimento adequado de açúcares.
Em termos de melhoramento de plantas, a identificação destas
proteínas representa a possibilidade de optimização do sistema
de transporte de açúcares, o que poderá levar a um aumento dos
açúcares em órgãos vegetais agronomicamente interessantes tais
como raízes, tubérculos, frutos e sementes.
Por outro lado, as proteínas Sweet prometem ser uma ajuda na luta
contra pragas e doenças. Por exemplo, a bactéria Xanthomonas
oryzae, que afecta as folhas do arroz, aproveita-se destes sistemas
transportadores SWEET para aceder às reservas de sacarose da
planta para delas se alimentar. Estudos que clarificam o papel destes
transportadores durante os ataques de pragas estão presentemente a
decorrer.
Mais ainda, os investigadores suspeitam que estas proteínas
bombeadoras dos açúcares tenham função semelhante em animais
e humanos. Se isto for confirmado, estas proteínas vão tornar-se
importantes no controlo da diabetes e da obesidade. As proteínas
responsáveis pelo transporte de hidratos de carbono do intestino
para o sangue e das células do fígado ainda não são conhecidas.
102
COMO É QUE AS PLANTAS DETECTAM
O OXIGÉNIO?
Esta importante questão da fisiologia vegetal foi parcialmente
resolvida por cientistas da Universidade de Nottingham, Reino
Unido, que conseguiram isolar e quantificar certas proteínas que
se acumulam nas células quando estas se encontram em condições
de deficiência em oxigénio (hipoxia), tal como acontece durante
períodos de cheias.
As proteínas envolvidas nesta resposta biológica funcionam como
detectores directos do oxigénio pois, sob níveis normais de oxigénio,
sofrem oxidação ficando dessa forma marcadas para degradação
celular. A degradação controlada de certas proteínas (proteólise
específica) é absolutamente necessária para o funcionamento
metabólico normal das plantas.
Este mecanismo de degradação proteica é homeostático: quando
os níveis de oxigénio baixam estas mesmas proteínas tornam-se
estáveis, pois não sofrem oxidação, e acumulam-se nas células.
Quando as condições voltam à normalidade e os níveis de oxigénio
sobem, estas proteínas voltam a ser oxidadas e subsequentemente
degradadas, o que resulta no retorno ao funcionamento metabólico
normal da planta.
As proteínas identificadas detêm uma estrutura inicial idêntica que
as caracteriza e as torna alvos específicos das enzimas envolvidas
neste processo de degradação proteica. O processo enzimático em
si é considerado o mecanismo regulador da resposta das plantas à
deficiência em oxigénio, na medida em que reconhece e regula a
acumulação destas proteínas nas células.
A presença destas proteínas sob condições de hipoxia resulta
em modificações metabólicas que permitem a sobrevivência da
planta durante períodos de submersão. Modificações genéticas que
bloqueiem as enzimas que as degradam, levando à sua acumulação
celular, poderão resultar em plantas com maior tolerância a cheias.
A tolerância das plantas a períodos de cheias é um dos aspectos mais
importantes da segurança alimentar, especialmente nos países em
vias de desenvolvimento.