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Las plantas olvidan lo que no les conviene

El polen resetea la memoria genética para asegurar la floración futura


Las plantas no solo recuerdan las condiciones invernales impropias para la floración, sino que también olvidan esa memoria para retomar el ciclo reproductivo de la nueva generación en la primavera. Lo masculino asegura el futuro y lo femenino conserva el recuerdo del pasado.



Las plantas tienen un sistema ingenioso para florecer en primavera, una especie de memoria particular.

Lo consiguen mediante una memoria epigenética asociada al frío que le indica cuándo ha terminado el invierno.

En sus genes, la planta tiene una proteína especializada llamada histona (H3K27me3) que prepara a la planta para las condiciones del invierno a través de la memoria genética.

Gracias a esta histona, cuando llega la primavera, la planta registra que el entorno ha cambiado y es entonces cuando procede a la floración.

La planta no solo es capaz de apreciar el cambio de temperatura del entorno, sino también de “deducir” que la estación fría ya ha pasado gracias a la información acumulada en sus genes.

A este proceso se le llama vernalización y se produce gracias a la presencia en sus genes de la histona del invierno.

Olvido genético

Los científicos presumían que, de la misma forma que recuerdan genéticamente las condiciones frías del entorno, las plantas debían tener también un mecanismo complementario para olvidar las condiciones del invierno.

Si no olvidaran esas condiciones asociadas al frío presentes en sus genes, una vez que florecen y producen semillas, las plantas se arriesgan a frustrar su capacidad reproductora.

Un ligero cambio en la temperatura del entorno llevaría a las plantas a “creer” que el invierno ha pasado de nuevo y precipitarían erróneamente la floración, con el correspondiente fracaso del proceso.

Una nueva investigación, realizada por el mismo equipo que estableció el mecanismo de memoria de las plantas, ha descubierto ahora cómo se las ingenian para olvidar el recuerdo del invierno y retomar el ciclo reproductivo a su debido tiempo.

Reseteo genético

Lo consiguen de la siguiente forma: cuando se genera el polen del que saldrá la próxima generación de plantas, esta memoria genética asociada al invierno se borra de las células masculinas de la planta.

Es una especie de reseteo del disco duro genético: el polen “olvida” las condiciones invernales cuando se prepara para engendrar nuevas generaciones.

Ese polen es llevado por el viento o las abejas a largas distancias y fecunda plantas remotas.

Las nuevas generaciones surgidas de ese polen se desarrollan en el entorno materno, en plantas que tienen asumida la histona del invierno, y el ciclo reproductivo se programa de nuevo para el final del invierno.

Mecanismo complejo

Este mecanismo de recordar y olvidar el invierno, necesario para una floración oportuna, implica una cierta complejidad.

El ADN de las plantas está envuelto por las llamadas histonas, que sirven para empaquetar las proteínas que forman el material genético.

El estado de estas histonas determina si un gen es accesible y legible para ser interpretado y para que su instrucción sea aplicada correctamente.

Por lo tanto, las histonas son importantes para el empaquetamiento e indexación del ADN en la célula. El material genético de las plantas funciona mediante marcas en este envase.

Esquema del proceso de memoria y olvido de las plantas. GMI.
Esquema del proceso de memoria y olvido de las plantas. GMI.
Lo femenino conserva la memoria

Si una proteína de empaque se marca en cierto punto, el empaque no se abre y el gen no se puede leer ni aplicar. La modificación de la histona que marca los genes se llama H3K27me3.

Antes de la fase de floración, las condiciones ambientales frías hacen que H3K27me3 se acumule en los genes que controlan la floración: así avisa a la planta de que debe prepararse para la floración desde que cambien las condiciones ambientales.

Sin embargo, cuando se forma el polen que engendrará a la próxima generación de plantas, esta memoria genética desaparece.

Las células femeninas son las encargadas de introducir de nuevo en el ciclo reproductivo la memoria del invierno, para asegurar que el florecimiento de las nuevas generaciones ocurra en el momento adecuado.

Las dos investigaciones desarrolladas en torno a este proceso de memoria y olvido de las plantas las han desarrollado Michael Borg y Frederic Berger, del Instituto Gregor Mendel de Biología Molecular de Plantas de la Academia de Ciencias de Austria.

Referencia

Targeted reprogramming of H3K27me3 resets epigenetic memory in plant paternal chromatin. Michael Borg et al. Nature Cell Biology (2020). DOI:https://doi.org/10.1038/s41556-020-0515-y
 



Viernes, 15 de Mayo 2020
Redacción T21
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