Apoptosis en plantas How plants make tubes Christopher Kozela and Sharon Regan Department of Biology

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Apoptosis en plantasHow plants make
tubesChristopher Kozela and Sharon
ReganDepartment of Biology, Carleton University,
Ottawa, Ontario, Canada K1S 5B6
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El cuerpo de la planta requiere el transporte de
sustancias a través de largas distancias y para
ello debe generar tubos de conducción

• Se ha encontrado un parecido morfológico entre
  las células especializadas en el transporte de
  agua (xilema) y las responsables del transporte
  de oxígeno (aerénquima)
• Estos tipos celulares sufren un proceso de muerte
  celular programada y autolisis que da por
  resultado la producción de un espacio funcional
  dentro de la planta.
• La capacidad de formar espacios y estructuras
  tubulares funcionales en los tejidos de las
  plantas es uno de los paradigmas fundamentales
  para el desarrollo y evolución de las plantas.

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En plantas superiores se conoce el uso del
mecanismo de muerte celular programada varios
momentos y en varios tejidos.

• Por ejemplo en respuesta a la infección por
  patógenos, limitando la diseminación de la
  infección.
• En el proceso de senescencia de varios órganos
  vegetales
• El desarrollo del embrión
• Degeneración de tejidos en semillas y frutos
• En respuesta a señales ambientales
• Formación de elementos traqueales
• Formación del aerénquima lisígeno

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Desarrollo de estructuras tubulares

• Tejido progenitor
• Expansión celular.
• Inciación del desarrollo de la muerte celular
  programada
• Muerte celular
• Tejido funcional
• En la primeras etapas se produce una
  desdiferenciación y genera células
  pluripotenciales
• En la segunda etapa se produce una
  rediferenciación, hay genes que se expresan
  diferencialmente en esta etapa

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La proteólisis juega un papel central en la
muerte celular programada

• Gen TED4 el producto de este gen inhibe a una
  endopeptidasa de la matriz extracelular.
• Las plantas contienen enzimas hidrolíticas que
  cumplen el mismo rol que las caspasas en los
  animales son efectores de la apoptosis
• Inhibidores específicos de caspasas bloquean la
  muerte celular
• Se acumulan proteasas, DNasas y RNasas dentro de
  las vacuolas (Zinnia cultivada in vitro) al final
  del segundo estadio
• El tercer estadio se inicia por el depósito de
  lignina en la pared secundaria. Después se rompe
  la vacuola central y se liberan las enzimas
  hidrolíticas. El núcleo aparece aplastado, en la
  periferia por la presión vacuoal, y se produce
  la degradación del DNA que es un marcador de
  muerte celular programada.
• Se propone que cuando la pared secundaria está
  por completarse, una proteasa liberada a la
  matriz extracelular da la señal para el ingreso
  de Ca elemento disparador del colapso vacuolar.

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El desarrollo de espacios aéreos dentro de la
planta es el resultado de una adaptación a
condiciones de baja provisión de oxígeno
(hipoxia)

• El aerénquima lisígeno se forma por un proceso de
  muerte celular progamada
• La adición de etileno exógeno simula un ambiente
  de hipoxia y promueve la formación de aerénquima
• Se identificó por microscopía electrónica la
  disminución de la integridad vacuolar
  (tonoplasto)
• Se notó un aumento del Ca intracelular cuando se
  agregaron efectores de PCD
• Se encontraron características similares a las de
  células animales en apoptosis (disminución del
  DNA, condensación citoplasmática y destrucción de
  organelas)
• Evolutivamente puede ser un proceso convergente o
  divergente

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