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(19/Jun/2019) El INTA estudia el ADN contenido en los cloroplastos, organelas del citoplasma de la célula vegetal encargadas de realizar la fotosíntesis. Mediante técnicas de inducción de mutaciones, detectaron genes mutadores que permiten obtener variabilidad en sectores específicos del genoma de las plantas.

La disponibilidad de variabilidad genética en genes que regulan caracteres de interés, es muy apreciada por los científicos que trabajan en biología y en el mejoramiento genético de los cultivos. Para aumentar la variabilidad existente en plantas cultivadas.

Los investigadores comentaron que una de las estrategias que puede utilizarse es a través de Técnicas de Mutaciones Inducidas (TMIs). Esta consiste en la aplicación de estreses físicos o químicos capaces de provocar daños en el genoma por encima de la capacidad de reparación de las células.

Otra forma de incrementar la variabilidad disponible, es a través del uso de plantas que presenten algún defecto en los genes encargados de reparar los daños que suelen ocurrir en el ADN por fenómenos naturales. Al tener impedidas algunas funciones de reparación del ADN, en estas plantas se originan más errores de lo habitual, sostuvieron los investigadores del INTA.

“En las siguientes generaciones, nuestra tarea es seleccionar aquellas plantas mutantes que portan alelos útiles, ya sea para investigar la funcionalidad de algunos genes o la base genética de determinados caracteres”, explicó Alberto Prina, investigador del Instituto de Genética del INTA.

Entes sentido, argumentó que estos conocimientos y los nuevos materiales originados podrán ser utilizados para la obtención de plantas con características agronómicas mejoradas”.

Exploración del genoma de los cloroplastos

En los cloroplastos tiene lugar el proceso de fotosíntesis, una función esencial para las plantas y, en gran medida, para la vida en el planeta tal como existe en la actualidad. Junto con las mitocondrias, estas organelas están ubicadas en el citoplasma de la célula vegetal y contienen su propio ADN.

El pequeño genoma de los cloroplastos retuvo un escaso número de genes –algo más de 100 genes– de los que originalmente portaba el organismo procarionte que le dio origen, una cianobacteria. De acuerdo con la teoría endosimbiótica, fue fagocitada por una célula eucariótica ancestral a partir de la cual evolucionaron a lo largo de un período que se calcula cerca de mil millones de años.

“Muchos detalles de la funcionalidad de los genes del plastoma no son conocidos y su variabilidad genética, que es muy escasa, ha sido muy poco utilizada para el mejoramiento de los cultivos”, comentó Prina.

Investigadores del Instituto de Genética del INTA señalaron que la excepción a la regla al identificar un gen que desestabiliza la genética del cloroplasto. La detección se logró mediante TMIs y permitió obtener nueva variabilidad en sectores del genoma de las plantas

Alejandra Landau, responsable de la línea de investigación en el Instituto de Genética del INTA, destacó: “Además de inducir un amplio espectro de mutantes deficientes en clorofila con base genética en los cloroplastos, hemos comprobado que el cpm, a su vez, induce una enorme cantidad de polimorfismos moleculares en el plastoma”.

El investigador Franco Lencina desarrolló un estudio que hechó luz sobre el efecto que causa el cpm sobre la recombinación de secuencias particulares del plastoma, como el gen rpl23 y su pseudogen.

“Esto significa que, además de un aumento de la tasa de mutaciones, el cpm incrementó notablemente la tasa de recombinación entre segmentos parecidos que habitualmente no deben recombinar”, explicó Lencina. Además remarcó que este fenómeno puede ser de trascendencia para la incorporación de genes en el plastoma a través de técnicas biotecnológicas.

Búsqueda implacable

En el transcurso de la investigación, que hoy lleva 35 años desde el aislamiento de la mutante inestable, se detectaron más de 60 polimorfismos que afectan una amplia variedad de genes del plastoma y varias regiones intergénicas –regiones de ADN situadas entre los genes–.

“Los genes afectados pertenecen, en general, a la maquinaria genética del plástido y al aparato fotosintético, aunque también se aislaron otras mutantes en genes como el matK, que se encuentra en estudio actualmente y cuyas funciones aún no están establecidas con claridad”, describió Landau.

Gracias al uso del mutador cpm, pudo obtenerse un amplio espectro de mutantes del plastoma, muchas caracterizadas por cambios en la pigmentación clorofílicas. Otras que muestran diferencias notables en la estabilidad genética y en las respuestas a estrés abiótico y a herbicidas. “Algunas de las mutantes aisladas resultaron ser absolutamente novedosas”, remarcó Prina.

Fuente: AgroFy

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