Mecanismos de tolerancia al exceso de cobre en suspensiones celulares de soja. Caracterización del transportador de cobre HMA8

Abstract

Las suspensiones de células fotosintéticas de soja (Glycine max var. Corsoy) son capaces de tolerar altas concentraciones de CuSO4 (5-50 µM). En estas condiciones las células acumulan altos niveles de este metal y tienen una tasa de crecimiento similar al de las células control en condiciones de luz suficiente (65 µE m-2 s-1) y 2,5 - 3 veces más rápido en condiciones de luz limitante (30 µE m-2 s-1). Las células adaptadas al exceso de Cu (10 µM CuSO4) aunque tienen una organización celular similar al de las células control presentan algunas características diferenciales: i) modificaciones en el cloroplasto y en la vacuola dependientes del tiempo de exposición al metal, ii) mayor contenido de clorofila, iii) mayor apilamiento (grana) de la membrana tilacoidal, iv) mayor actividad fotosintética, v) menor contenido de almidón. El efecto del exceso de Cu también se estudió en plantas de soja cultivadas en medio hidropónico. Se compararon dos tipos de tratamiento con exceso de CuSO4 (10-50 µM) consistentes en la suplementación de Cu en el medio hidropónico o mediante aplicacón vía foliar. Con el primer tratamiento la planta desarrolló síntomas de toxicidad (menor clorofila / peso seco de hoja, disminución de la actividad de desprendimiento de oxígeno). Por el contrario, el tratamiento vía foliar causó la estimulación de estos parámetros. Los resultados indicaron que posiblemente las estrategias de adquisición y transporte de Cu en las suspensiones celulares y en las células del mesófilo de hojas son distintas a las que tienen lugar en las células de raíz. En esta memoria también se presenta la identificación y caracterización de un transportador de Cu de la familia de P-ATPasas de tipo IB en soja, que se denominó GmHMA8. Estudios de localización subcelular demostraron que GmHMA8 se encuentra localizado en la membrana tilacoidal del cloroplasto formando pequeños “clusters” de 2-4 unidades. Este transportador podría estar implicado en el transporte de Cu al lumen tilacoidal. Además se ha identificado en soja un nuevo mensajero homólogo al transportador GmHMA8 que se denominó GmHMA8-T y podría codificar a una proteína truncada homóloga a GmHMA8. Ambos mensajeros, GmHMA8 y GmHMA8-T, están regulados por un mecanismo de “splicing” alternativo y por Cu. Se propone que la regulación a nivel transcripcional de estos mensajeros podría ser esencial en el control de la homeostasis de Cu en el cloroplasto.