¿Cómo sienten el calor las plantas?

Como ya sabéis las plantas son organismos sésiles, estáticos…cuando hace calor los animales pueden buscar zonas más frescas, esconderse…pero, ¿y las plantas? Algunas han desarrollado adaptaciones, como hojas crasas, cutículas engrosadas, hojas lobuladas…pero todo esto es resultado de largos procesos de evolución y selección natural. ¿Pero qué ocurre a corto plazo en las células ante el choque térmico?

Uno de los principales problemas que se dan durante el choque térmico es el plegamiento incorrecto de las proteínas que resulta en un mal funcionamiento global de las células y en consecuencia de la planta como individuo. Para contrarrestar dicho efecto las plantas son capaces de sintetizar una batería de proteínas cuya función principal es proteger las proteínas celulares de la desnaturalización y asegurar un correcto plegamiento durante su síntesis.

Estas proteínas reciben el nombre de Heat Shock Proteínas o HSP para los amigos. Encontramos diferentes tipos de proteínas HSP en las células, y con distintas ubicaciones, tanto en mitocondrias, como cloroplastos, citosol….Estas proteínas son necesarias sólo en ciertas condiciones de estrés, cuando la temperatura es elevada, pero también aparecen en otras situaciones como el estrés hídrico o estrés por bajas temperaturas.

Sea como fuere tienen que transcribirse en momentos concretos, y aquí es de donde viene el título de la entrada: ¿cómo sienten el calor? ¿quién da la señal para que estas proteínas se traduzcan?

En este punto es donde entra en juego el Heat Shock Factor, o HSF (también para los amigos), es un factor de transcripción encargado de unirse a los elementos en cis llamados Heat Shock Elements, HSE, son secuencias promotoras de genes cuya traducción da lugar a proteínas HSP encargadas de proteger las proteínas del estrés térmico. El factor HSF está presente en el citosol en forma de monómeros unidos a proteínas HSP70. Cuando se produce un incremento de la temperatura estas proteínas HSP70 se liberan de los monómeros del factor de transcripción y este forma un trímero que es activo, el trímero se une a las secuencias HSE y comienza la traducción de esa batería de proteínas encargadas de proteger las células del choque térmico.

Cuando cesa el estrés a través de proteínas quinasas los trímeros son fosforilados, sus monómeros pierden afinidad y se separan volviendo al estado inicial, tal y como podéis ver en el esquema siguiente:

 

Este tipo de regulación no ha pasado desapercibida por los biotecnólogos, y aumentar este tipo de secuencias reguladoras con proteínas HSP podría contribuir a introducir cultivos de zonas más frías en zonas calurosas, aunque eso ya es otro cantar…

"Stress Physiology". En: Taiz, Lincoln y Eduardo Zeiger. Plant Physiology, Fourth Edition. Sinauer Associates, Inc. 2006. Capítulo 25