T. 1: EL COS D'UNA PLANTA (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Girona (UdG)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Citologia i Histologia vegetal
Año del apunte 2016
Páginas 25
Fecha de subida 08/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

                          TEMA  1:     EL  COS  D’UNA   PLANTA   1.1-­‐ Introducció     1.2-­‐ Què  és  una  planta     1.3-­‐ El  cos  d’una  planta:  organització     1.4-­‐ Desenvolupament  embrionari     1.5-­‐ Mutants  embrionaris                                     1.1 –  INTRODUCCIÓ:     El  coneixement  de  les  plantes  contribueix  al  benestar  de  la  humanitat  i  a  l’avanç  de  la   biologia.   Raons  per  estudiar-­‐les:   -­‐ Mantenen  l’atmosfera  (producció  d’O2,  control  d’ozó)   -­‐ Font  d’aliment   -­‐ Proporcionen  sensació  d’habitabilitat   -­‐ Produeixen   combustibles   i   matèries   primeres   industrials   (materials   tèxtils,   materials  de  construcció,  combustibles,  fàrmacs)   -­‐ Generen  llocs  de  treball  en  sectors  primaris  (agricultura,  jardineria,  p.  forestal,   medi  ambient,  agroalimentària,  de  fusta...     -­‐ Aportació  significativa  a  la  biologia  (processos  bioquímics  i  genètics)       REVOLUCIÓ  VERDA:   -­‐ Durant  mitjans  del  s.  XX  Norman  Borlaug  va  liderar  la  introducció  de  varietats   de   cereal   d’alt   rendiment   combinat   amb   tècniques   modernes   de   producció   agrícola.     -­‐ Mèxic  es  va  convertir  en  exportador  de  cereal  el  1963.     -­‐ 1965-­‐1970  à  les  produccions  de  cereal  quasi  es  van  duplicar  a  Pakistan  i  Índia   provocant  una  millora  de  la  seguretat  alimentària.   -­‐ 1943  à  hi  va  haver  un  desastre  alimentari  a  Índia  (4milions  de  morts  per  gana)   degut  a  l’escassetat  d’aliment  i  a  la  histèria  relacionada  amb  la  Segona  Guerra   Mundial  (Amartya  Son)   -­‐ Expansió   de   la   revolució   verda   1967/68   –   1977/78   à   Índia   com   a   un   país   agrícola  principal.  Els  impactes  que  això  va  provocar  sobre  el  medi  ambient:   • Plaguicides  (agroquímics)   Erosió   • Control  de  males  herbes   significativa   • Augment  de  les  zones  de  reg  à  augment  salinitat  de  la  terra         LA  MILLORA  VEGETAL:   -­‐ Canvis  més  importants  à  revolució  verda   -­‐ Perú   (fruit   2g)   fa   10.000   anys   à   domesticació   à   s.   XVI   Europa   (fruit   10g)   à   500  anys  més  tard  =  400  varietats,  100  vegades  +  grans   -­‐ Els   canvis   afecten   al   procés   de   domesticació  (7%   de   canvis   en   el   genoma)   i   al   procés  de  millora.       QUÈ  ÉS  LA  HISTOLOGIA  VEGETAL?     És   la   ciència   que   estudia   l’organització   interna   dels   éssers   vius   a   nivell   de   cèl·∙lula   i   teixit.     -­‐  Ajuda  a  entendre  aspectes  com  el  desenvolupament,  la  relació  entre  forma  i  funció  o   les  adaptacions  a  partir  dels  canvis  que  es  produeixen  en  l’organització  dels  teixits.         1.2-­‐  QUÈ  ÉS  UNA  PLANTA?     QUÈ  TENEN  EN  COMÚ  ANIMALS  I  PLANTES?     -­‐ Els  animals  i  els  vegetals  venen  d’un  ancestre  comú  i  comparteixen  el  conjunt   bàsic  de  gens  però  s’organitzen  diferent.     -­‐ Les   plantes   igual   que   els   animals,   són   organismes   pluricel·∙lulars   eucariotes   formats   per   cèl·∙lules   que   obtenen   energia   a   través   de   reaccions   químiques   (metabolisme),  creixen  i  es  reprodueixen,  responen  als  estímuls  i  evolucionen.     -­‐ Es   distingeixen   dels   animals   per   la   capacitat   de   fer   la   fotosíntesis,   presència   d’una  paret   cel·∙lular  (cel·∙lulosa)  à  no  els  permet  moure’s,  es  troben  fixades  en   un   lloc   concret   i   això   condiciona   el   seu   desenvolupament;   i   l’acumulació   de   substàncies  de  reserva  en  forma  de  midó.     Animals  à  heterotròfics  i  mòbils  (matriu  cèl.  fluïda)  /  Plantes:  autotròfiques  i   sèssils   -­‐ També   tenen   un   model   de   creixement   modular   i   obert   (concentrat   en   zones   apicals),  mentre  que  el  dels  animals  és  tancat  i  difús.           Regne  de  plantesà  molses,  hepàtiques,   falgueres,  gimnospermes,  angiospermes   à  representen  90%  espècies  conegudes   D’aquestes   à   97%   dicotiledònies   i   monocotiledònies  i  3%  grups  menors                 Imatge   1:   és   una   cèl·∙lula   epitelial   de     l’intestí   (tija)   que   capta   nutrients   del   medi   extern.   Està   polaritzada   té   un   pol     apical   (creixement   obert)   i   un   pol   basal.     Estan  unides  per  unions  estretes.       Imatge   2:   és   una   cèl·∙lula   de   l’arrel   que     capta   nutrients   del   medi   extern   i   els     concentra  al  mig,  és  més  compacte.     CONDICIONAMENT  DEL  MODEL  D’ORGANITZACIÓ:     -­‐ Cloroplasts  à  fotosíntesis  à  requereix  llum,  H2O  i  nutrients  inorgànics   -­‐ Paret  cel·∙lular  à  sèssils  à  no  requereixen  aparell  digestiu,  locomotor  ni  SN   -­‐ Creixement  à  addició  de  noves  cèl·∙lules  en  punts  apicals  o  meristemes  que   activen  els  fluxos  modulars  (cada  cop  que  s’activa,  s’  afegeix  un  nou  mòdul)   -­‐ Midó  à  reserva  voluminosa  emmagatzemada  a  l’arrel  à  fàcil  de  mobilitzar       EL  COS  DE  LA  PLANTA:       La  planta  està  polaritzada,  té  un  pol  apical  i  un  pol  basal  i  l’eix  perpendicular  a  terra.   Trobem  dos  meristemes  en  el  pol  apical     -­‐ Meristema  del  brot   -­‐ Meristema  de  l’arrel     Cada   activació   del   meristema   provoca   el   creixement   d’un   mòdul   i   el   desenvolupament   es   manté   en   aquest   mòdul   tota   la   vida,   a   diferència   dels   animals   que   es   concentra   majoritàriament  en  l’estadi  embrionari.     En  plantes  à  embriogènia  (només  mòdul  bàsic  que  es  repeteix)   El  caràcter  obert  i  modular  del  creixement  permet  un  creixement  indefinit  i  una  gran   varietat  de  configuracions.           Fulles leaves fotosíntesi (llum, CO2)   brot shoot   Tija stem transport d’aigua i nutrients   sosteniment de les fulles         absorció d’aigua i ions (arrels fines)   arrel   acumulació de reserves root   ancoratge al sòl   La   planta   és   un   sistema   orgànic   integrat   à   pot   rebre   senyals   (si   arriben   a   les   fulles   tenen  resposta  a  les  arrels  i  a  la  inversa;  receptors  difusos)  o  transmetre  senyals  (per   fitohormones)  i  donar  una  resposta  integrada.   Els  senyals  poden  ser:   • Abiòtics:   llum,   ritmes   circadians,   temp,   humitat,   pressió,   aigua,   nutrients,...   • Biòtics:  virus,  bacteris,  fongs,  insectes,  ferides...     Integrar  respostes:   • Fulles  madures  à  Canvis  de  creixement  als  meristemes   • Tija  à  Respostes  sistèmiques  de  defensa  i  d’estrès   • Arrels  à  Canvis  de  distribució  nutrients  (sucres,  aa,  ions...)   • (Respostes  lentes  à  requereixen  temps  per  la  divisió  de  les  cèl·∙lules)   COMPORTAMENT  VEGETAL:     Conjunt   de   respostes   als   canvis   ambientals.   Responen   majoritàriament   amb   moviments  lents  (no  visibles  pels  humans)     Tropismes:     Les  plantes  com  que  són  sèssils  han  de  créixer  cap  on  les  condicions  són  òptimes.  Per   això  tenen  la  capacitat  de  fer  moviments  direccionals  (tropismes)  cap  on  les  condicions   són  millors  alterant  el  seu  creixement.       -­‐ Tropisme  més  comú  à  Fototropisme  à  tiges  creixen  cap  a  la  llum  per  l’acció   de  fotoreceptors  específics  à  fototropines   -­‐ Altres   tropismes   à   gravitropisme   à   creixerà   mantenint-­‐se   orientada   a   la   gravetat  de  la  terra  à  depèn  dels  amiloplasts  (plens  de  midó)       Darwin  à  va  dissenyar  mètodes  experimentals  per  estudiar  moviments  de  les  plantes       Natismes  (moviments  nàstics):   Són  moviments  de  resposta  ràpida  que  no  comporten  creixement.   Els  senyals  es  transmeten  via  potencials  d’acció.     Ex:  plana  atrapamosques,  fulles  sensibles  de  l’acàcia...           Les  plantes  “veuen”  i  “parlen”  amb  les  veïnes   Les  plantes  tenen  mecanismes  que  els  hi  permeten  respondre  a  la  presència  de  plantes   veïnes.  A  través  de  les  radiacions  que  reben  saben  si  hi  ha  altres  plantes  a  l’entorn.     La   distribució   d’E   de   l’espectre   de   la   llum   del   dia   s’altera   degut   a   la   vegetació   à   s’altera   llum   vermella   (red)   respecte   llum   vermell   llunyà   (far-­‐red).   Sota   la   fulla   hi   ha   menys  proporció  de  red/far-­‐red  à  això  ho  detecten  els  fitocroms  à  provoquen  que  la   planta   busqui   una   radiació   solar   elevant   les   fulles   cap   a   la   llum   natural   per   tal   de   fer   la   fotosíntesis  (estratègia  de  supervivència)       Les  plantes  es  comuniquen  amb  les  altres   Al·∙lelopatia:   secreció   de   compostos   que   influeixen   positiva   o   negativament   altres   plantes.     Ex:  alliberacions  de  substàncies  bioquímiques  à  al·∙leloquímics  à  per  defensar-­‐se         Quants  sentits  té  una  planta?   Sensibilitat  à  a  estímuls,  tenen  receptors  de  vista  (llum),  olfacte  (molècules  dissoltes  a   l’aire),   oïda   (vibracions),   gust   (ions   o   sal)   i   tacte   (pressió)   i   a   altres   estímuls   com   la   gravetat,  radiacions  electromagnètiques...     -­‐ Tot  i  que  no  hi  ha  un  òrgan  especialitzat  en  la  transmissió.       Intel·∙ligència,  aprenentatge  i  memòria?   El  comportament  és  complex  à  segons  les  adaptacions  que  tenen  responen     Es  diu  que  poden  arribar  a  recordar    (intel·∙ligència,  aprenentatge  i  memòria  general)   1.3-­‐ EL  COS  D’UNA  PLANTA:  ORGANITZACIÓ       1. IMPORTÀNCIA  D’ARABIDOPSIS  THALIANA   -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ És  la  planta  model  per  excel·∙lència  perquè  la  seva  organització  és  la  bàsica  per  a   totes  les  plantes.     Herba  de  la  família  de  les  brassicàcies  àmpliament  distribuïda  (moltes  varietats)   Senzilla,  organisme  eucariota  més  ben  conegut  a  nivell  genètic-­‐  molecular.   Ha  permès  conèixer  aspectes  bàsics  de  la  genètica  molecular  dels  éssers  vius.     És  un  organisme  model  perquè:   • Claus  per  explicar  el  creixement  de  la  biologia  al  s.XX   • Cicles  curts,  fàcil  cultiu  i  manipulació  al  laboratori  i  genomes  petits.   • Permeten  extrapolar  mecanismes  bàsics  d’altres  éssers  vius  (venen  tots   d’un  tronc  comú)   o Obtenció  d’E  (fermentació  o  respiració)   o Síntesi  de  proteïnes   o Regulació  genètica   1987  à  1a  conferència  d’  arabidopsis     • Es  va  desenvolupar  el  primer  banc  de  mutants  per  identificar  gens   • Es  va  iniciar  la  seqüenciació  del  genoma       Característiques:     -­‐ Cicle   biològic   curt,   temps   entre   germinació   i   maduració   à   6   setmanes   i   una   planta  pot  produir  de  5.000  a  10.000  llavors.   -­‐ Té  pocs  requeriments  nutritius  i  és  fàcil  cultivar-­‐la.  És  resistent  a  atacs  de  fongs   i  insectes  i  també  es  pot  manipular  al  laboratori   -­‐ Flors   hermafrodites   à   autopol·∙linització   (facilita   estudis   genètics)   i   flors   fàcil   d’obrir  permetent  pol·∙linitzacions  creuades.     -­‐ Genoma  molt  petit   -­‐ Diploide   -­‐ Diversos  centres  centrats  en  el  seu  estudi  (ABRC,  TAIR,  NASC...)       Els  gens  d’Arabidopsis:     -­‐ 26.000  gens  (alguns  duplicats)  à  nombre  de  proteïnes  diferents  menor   -­‐ Per   analogia   amb   altres   gens   es   sap   si   codifiquen   per   enzims   o   proteïnes   (estructurals  o  reguladores)   -­‐ S’ha   determinat   la   funció   d’alguns   gens   experimentalment   amb   mètodes   de   silenciament  o  sobreexplotació  gènica.       30%  gens  encara  són  desconeguts   -­‐ Gens  reguladors  à  molt  abundants  (alguns  exclusius  de  plantes  =  NAC  i  altres   exclusius  d’animals)             2. EL  PATRÓ  DE  LA  PLANTA   -­‐ -­‐ Les  plantes  amb  llavor  comparteixen  un  model  bàsic  i  el  procés  embriogènic   Eix   polaritzat   perpendicular   al   sòl   en   el   qual   es   distribueixen   tres   òrgans   bàsics:   fulla  (medul·∙la  central),  tija  i  arrel  (compacte)   **Les   flors   à   són   òrgans   reproductors   que   es   poden   considerar   fulles   modificades   Briòfits  à  Molses  i  hepàtiques     Regne  plantes   Embriòfits   Pteridòfits  à  Falgueres  i  licopodis   (Plantae)   (terrestres)     Espermatòfits    à  fanerògames     (plantes  amb  llavor)       Gimnospermes   Angiospermes     (plantes  amb  llavor  nua)   (plantes  amb  flors  i  llavors)     Ex:   c icadals   i   c oníferes   Les   d’evolució  recent  à  97%         Monocotiledònies   Eudicotiledònies     Grups  menors  (3%)   (Gramínies,  liliàcies,   (Rosàcies,  fagàcies  o     -­‐  Magnoliàcies   palmes   o   o rquídies)   lleguminoses..)     -­‐  Nenúfars     *Cotiledons  =  fulles  embrionàries     -­‐ Aquest  eix  polaritzat  té  dos  pols  de  creixement  oposats:  pol   caulinar  (brot  à   tija  i  fulles  :  fotosíntesis)  i  pol   radicular  (arrel  o  part  soterrània  :  absorció  aigua  i   ions)   sobre   el   qual   es   distribueixen   els   tres   òrgans   bàsics   seguint   un   patró   apical/basal  (semblant  al  cap  i  cua  en  animals)   -­‐ Patró  radial    à  teixits  s’organitzen  formant  capes  concèntriques  amb  simetria   radial  (equivalent  a  l’organització  de  les  capes  en  la  gàstrula)   -­‐ Patró  comú  a  totes  les  plantes     PATRÓ  RADIAL   Pol  caulinar     (distribució  per  capes)   PATRÓ  APICAL/BASAL             Brot             Base       Arrel     Pol  radicular   -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐                                                     Base  de  la  planta  à  zona  de  transició  entre  tija  i  arrel     Els  dos  extrems  oposats  són  l’àpex  caulinar  i  radicular.     Posició  apical  à  prop  de  l’àpex  /  posició  basal  à  prop  de  la  base   Direcció  pot  ser:   o Basípeta:  va  de  àpex  à  base   o Acròpeta:  va  de  base  à  àpex   Punt  d’inserció  =  base  de  ramificació.   o Proximal:  pròxim  al  punt  d’inserció   o Distal:  allunyada  del  punt  d’inserció   àpex  caulinar   apical   distal   proximal   basal   base   basal   proximal   distal   apical   àpex  radicular   3. POLARITAT  ESSENCIAL   -­‐ -­‐ -­‐ Transport  polaritzat  à  sentit  ascendent  o  descendent     Auxina:  hormona  de  creixement   o Sintetitzada  a  les  fulles  à  transport  (en  forma  inactiva)  descendent  fins   l’àpex  radicular  à  elaboració  d’un  senyal  pel  meristema  apical  de  l’arrel   à  auxina  inactiva  passa  a  activa  à  distribució  cap  altres  òrgans   o [Auxina]  màxima  =  centre  quiescent  de  l’arrel     Polaritat  =  distribució  asimètrica  de  molècules,  proteïnes,  orgànuls  o  cadenes   de  citoesquelet  al  llarg  d’un  eix   o L’auxina  pot  controlar  processos  com   Ø Creixement   Ø Organogènesi   Ø Manteniment  del  meristema  de  l’arrel   -­‐ -­‐     Transport   de   l’auxina   depèn   de   la   distribució   polaritzada   dels   transportadors  PIN.     Segons   la   teoria   quimiosmòtica   l’auxina   és   transportada   de   cèl   –   cèl   perquè   l’IAAH   és   protonat   a   l’espai   extracel·∙lular   (pH=5)   =IAAH.   L’IAAH   entra   a   la   cèl   per   difusió   o   per   transportadors   (AUX1).   Quan   es   troba   al   citoplasma   (pH=7)   l’IAAH   passa   a   IAA   –   (es   desprotona)   .   Aquest   no   podrà   sortir   mitjançant   transportadors   AUX1   només   a   través   de   transportadors   PIN   que   es   troben   en  la  paret  basal.     Per   tant   si   el   transport   d’auxina   depèn   dels   transportadors   PIN   si   aquests  canvien  la  seva  localització   es  canviarà  la  direcció  del  flux.     IAAbase IAA H   PIN IA àpex radic IAAH   4. ORGANITZACIÓ  RADIAL     Organització  concèntrica  dels  teixits  formant  capes  al  voltant  de  l’eix   Tots  els  òrgans  es  descriuen  amb  3  sistemes   -­‐ Dèrmic  o  protector:  epidermis  (part  externa)     -­‐ Fonamental   o   de   farciment:   cilindre   cortical   o   còrtex   (entre   epidermis   i   cilindre   central)   -­‐ Vascular  o  conductor:  cilindre  central  amb  l’estela.  L’estela  pot  ser:     o Tancada  amb  sistema  vascular  al  centre  +  compacte  (arrel)   o Oberta  amb  una  medul·∙la  (brot)   Aquests  sistemes  segueixen  un  patró  d’organització  radial           sistema  dèrmic     sistema  fonamental     sistema  vascular               sistema  dèrmic       sistema  fonamental     sistema  vascular       P P p   Aquest  patró  radial  és  típic  de  dicotiledònies  (Arabidopsis)     -­‐ Tija:   epidermis,   còrtex,   cilindre   vascular   amb   feixos   oposats   (xilema   intern   i   floema  extern)  i  medul·∙la.     -­‐ Arrel  (fina):  epidermis  (groc  i  marró),  còrtex  i  cilindre  vascular.   El  còrtex  només  té  dues  capes  de  cèl:   o 1à  còrtex  pròpiament  (verd)     o 2   à   capa   interna   suberificada   à   endoderma   (color   taronja)   El   cilindre   vascular   té   el   teixit   vascular   envoltat   pel   pericicle   (vermell)         5. CREIXEMENT  MODULAR     -­‐ El   creixement   és   concentrat   en   punts   apicals   o   meristemes   à   s’activen   per   fluxos   à   cada   vegada   s’afegeix   una   nova   unitat  o  mòdul  a  l’estructura     -­‐ Els  1rs  meristemes  s’organitzen  a  l’embrió   o Meristema  apical  del  brot  (MAB)  =   pol  caulinar   o Meristema  apical  de  l’arrel  (MAR  /   RAM)  =  pol  radicular     -­‐ Aquest  creixement  modular  és  més  difícil   d’observar  a  l’arrel.     -­‐ Mòdul  +  petit  =  fitòmer  à  format  per  entrenús  amb  la  gemma  i  fulla   -­‐ Es  repeteix  el  procés  de  desenvolupament  a  cada  mòdul  al  llarg  de  tota  la  vida       6. UN  CONJUNT  DE  MÒDULS  INTEGRATS     -­‐ El   conjunt   de   mòduls   d’una   planta   forma   un   sistema   integrat   que   es   regula   per   control  intern  i  a  vegades  també  extern.     -­‐ La  planta  es  construeix  a  mida  que  es  van  activant  els  meristemes.  Arquitectura   diferent.   -­‐ L’arquitectura  depèn  del  nombre  de  mòduls  i  la  seva  distribució     -­‐ El   nº   d’eixos   d’una   planta   ve   donat   a   partir   de   la   ramificació   repetida   de   les   gemmes   -­‐ Creixement  té  relació  amb  els  mòduls  que  s’activen  i  els  que  moren.     -­‐ Plasticitat   fenotípica:   fa   referencia   a   dues   plantes   que   segons   la   seva   història   poden  tenir  formes  molt  diferents     o Altament  afectada  per  factors  ambientals  (T)   o Mecanisme  essencial  per  la  supervivència  (adaptacions)   o Conferida  pel  nombre  variable  de  mòduls         -­‐     Organització  del  creixement     o Engrandiment  de  l’estructura  =  repetició  d’unitats  metamèriques   o Cada  mòdul  nou  madura  i  té  la  capacitat  de:   • Explorar  nous  recursos   • Reparar  pèrdues   • Generar  plantes  noves  (propagació  vegetativa)   o Acumulació  del  material  vell  (fusta)  i  l’  infecció  d’aquestes  parts  =  mort     o Renovació  de  mòduls:   • Permet  molta  longevitat   • Facilita   la   reproducció   clonal   ja   que   cada   un   conté   el   programa   de  desenvolupament  à  independització  à  nou  individu   o Important   la   reproducció   per   esqueix   en   plantes   de   reproducció   vegetativa   7. PATRÓ  RADIAL     Distingeix  tal·∙lòfits  de  les  plantes  vasculars  o  traqueòfits       -­‐ Tal·∙lòfits   à   cos   planta   =   tal·∙lus   à   poc   diferenciat,   no   té   fulles   ni   flors,   organització  radial.  Trobem:  algues  i  molses  o  briòfits   -­‐ Plantes   vasculars   o   traqueòfits   à   cos   planta   =   corm   à   conté   teixits   especialitzats  en  la  conducció.  Trobem:  falgueres  (pteridòfits),  gimnospermes  i   angiospermes                           BRIÒFIT     TRAQUEÒFIT     (secció  transversal  tija  de  molsa)   (secció  ranuncle  de  l’arrel)     Sabem  que  ho  és  perquè  no  té  un   Sabem  que  ho  és  perquè  té  un     cilindre  central  vascular   cilindre  central  vascular                       1.4  –  DESENVOLUPAMENT  EMBRIONARI     1. EL  CICLE  DE  LES  PLANTES:     El  cicle  comença  amb  la  fecundació  i  es  divideix  en  dues  etapes:   -­‐ Desenvolupament   embrionari:  s’inicia  amb  el  zigot  i  acaba  amb  l’embrió  latent   que   conté   l’organització   bàsica   de   la   futura   planta.   Es   dóna   a   l’interior   de   la   llavor   -­‐ Desenvolupament   post   embrionari:   s’inicia   amb   la   germinació,   es   formen   els   òrgans   adults   (tija,   fulla   i   arrel)   als   meristemes   apicals.   Es   distingeixen   tres   estadis:   o Plàntula:   cos   inicial   resultat   del   creixement   de   l’embrió   (gràcies   a   les   reserves   de   la   llavor)   després   d’aquesta   germinació.   S’activen   els   meristemes  apicals  per  donar  lloc  al  brot  i  l’arrel.  Dura  poc  temps  i  totes   les  plantes  són  semblants.     o Juvenil:   creixement   ràpid   amb   característiques   diferenciades.   Ex:   Arabidopsis  à  entrenusos  curts  i  fulles  formant  la  roseta.     o Adult   (madur):   desenvolupament   reproductor   o   floral   amb   formació   d’inflorescències.     o Senescència:  pèrdua  de  vigor,  mort  de  la  planta     -­‐ Poden  ser  perennes  (moltes  fases  vegetatives  seguides  de  fases  reproductores)   o  anuals  (una  sola  fase  vegetativa  seguida  d’una  fase  reproductora)       -­‐ Els  canvis  que  determinen  els  estadis   o Morfologia     o Ritme  de  creixement   o Metabolisme     -­‐ En   algunes   plantes   els   estadis   juvenils   i   madurs   poden   coexistir   durant   un   temps.  Ex:  branques  madures  i  branques  juvenils.       Processos  que  determinen  la  transició  d’un  estadi  al  següent:     El   pas   d’un   estadi   al   següent   s’inicia   amb   l’activació   o   repressió   d’alguns   gens   reguladors.  Aquests  activen  o  reprimeixen  vies  metabòliques  que  afecten  a:   -­‐ Síntesi  i  degradació  d’hormones   -­‐ Processos  de  creixement   Els  mecanismes  (externs  o  interns)  que  posen  en  marxa  els  canvis  són  majoritàriament   epigenètics:   canvis   que   no   modifiquen   la   seqüencia   però   si   alteren   l’estat   del   DNA   (metilacions,  desmetilacions...)  fen  que  els  gens  s’activin  o  s’inhibeixin.     Ex:  desenvolupament  estacional  regulat  per  llum  i  fred.           Cicle  d’Arabidopsis:     Cicle  anual  à  un  únic  cicle   vegetatiu  seguit  d’un  reproductor   à  formació  llavors  à   senescència  i  mort   Formació   dels   gàmetes:   la   generació   haploide   (gametòfit)   es   forma   durant   el   desenvolupament  floral.   -­‐ Gametòfit  masculí  es  forma  a  l’interior  del  gra  de  pol·∙len  i  cada  gra  forma  dos   nuclis  espermàtics  (dos  gàmetes).     -­‐ Gametòfit   femení   à   òvul   à   es   forma   al   sac   embrionari   de   l’ovarià   conté   la   cèl·∙lula  ou  i  7  cèl·∙lules  més:   o 2  cèl  sinèrgides   o 3  cèl  antipodals     o Cèl.  central  que  conté  dos  nuclis  polars     Fecundació:  és  doble  à  un  dels  dos  nuclis  espermàtics  (gàmeta)  fecunda  la  cèl·∙lula  ou   per   forma   el   zigot.   L’altre   nucli   fecunda   la   cèl·∙lula   central   per   formar   l’endosperma   (teixit  triploide)  à  teixit  de  reserva  transitori  de  la  llavor  amb  funció  tròfica.     L’estadi   embrionari   (formació   embrió)   ou   fecundat   =   zigot   (unicel.)   à   embrió   Sustentori:  primera  divisió  asimètrica  on  es  formen  dues  cèl·∙lules  filles  desiguals.     -­‐ La  cèl·∙lula  apical,  petita  i  amb  citoplasma  dens  donarà  l’embrió.   -­‐ La   cèl·∙lula   basal,   grossa   i   vacuolitzada   donarà   lloc   a   un   òrgan   transitori   anomenat  suspensori  à  funció  sosteniment  i  tròfica.     Embrió   à   estructura   pluricel.   complexa   à     conté   el   patró   bàsic   de   la   planta:   dos   meristemes   oposats,   caulinar   i   radicular   disposats   sobre   un   eix   i   s’estableixen   els   sistemes  bàsics:  dèrmic,  fonamental  i  vascular.     S’acaba   amb   la   diferenciació   de   les   dues   fulles   embrionàries   o   cotiledons.     Aquest   desenvolupament   de   l’embrió   comporta:   creixement,   morfogènia   i   diferenciació.       Maduració   de   l’embrió:   no   hi   ha   canvis   morfològics   però   l’embrió   creix   per   als   cotiledons,  pateix  deshidratació  i  entra  en  l’estadi  de  latència.       Formació   de   la   llavor:   es   forma   la   càpsula   protectora   de   la   llavor   a   través   de   la   maduració  de  les  parets  del  sac  embrionari.         Germinació:   quan   es   donen   les   condicions   apropiades   d’humitat   i   temperatura   l’embrió   passa   de   l’estat   latent   a   l’activitat.   El   creixement   de   l’embrió   pressiona   la   coberta  que  es  trenca  i  la  radícula  surt  a  l’exterior.       Desenvolupament   post-­‐embrionari   (formació   òrgans   adults)   germinació   à   plàntula   à   juvenil   (entrenusos   curts   i   fulles   que   s’acumulen   formant   la   roseta)   à   madur   (formació  de  brots  que  formen  la  inflorescència)           Desenvolupament  floral   Pol·∙len   Fecundació   Òvul   Germinació   Zigot   d.  post-­‐  embrionari   formació  òrgans  adults     d.  embrionari     formació  llavor     *  Divisió  del  zigot:  embrió  i  suspensori   Primera  divisió  asimètrica:  sustentori     -­‐ Cèl·∙lula  apical:  petita  amb  citoplasma  dens  que  dóna  lloc  a  l’embrió.     Es   divideix   per   divisions   paral·∙leles   (longitudinals)   i   perpendiculars   (transversals)  per  formar  una  massa  de  4-­‐8  cèl·∙lules.     -­‐ Cèl·∙lula  basal:  grossa  i  molt  més  vacuolitzada.     Es  divideix  en  dues  o  tres  vegades  sempre  per  plans  perpendiculars  formant  un   filament  de  8-­‐12  cèl·∙lules  que  dóna  lloc  al:     Suspensori:   òrgan   transitori   amb   funció   d’ancorar   l’embrió   als   teixits   de   la   mare  i  aportar  nutrients.   • Degenera  quan  l’embrió  madura.     • És  polaritzat:   o Extrem   apical     à   en   contacte   amb   l’embrió   (hipòfisi).   Sovint   participa  en  formació  de  radícula  (cas  d’Arabidopsis)   o Extrem   basal   à   ancorat   als   teixits   de   la   mare.   Fa   d’haustori   (absorbeix  nutrients).         *   Desenvolupament   de   l’embrió   à   s’organitza   el   patró   de   la   planta   en   els   estadis   inicials.     Es  defineix  un  eix  apical/basal  i  un  eix  radial  i  s’inicia  l’establiment  de  la  identitat  de  les   cèl·∙lules  (diferenciació).             Estadis  inicials:     • Proembrió:  primeres  divisions,  conserva  la  polaritat   • Fase  globular:  canvis  morfogènics,  s’estableix  el  patró  bàsic  (canvis  més   importants)     • Fase  de  cor:  s’organitzen  els  meristemes  i  es  completa  el  patró  bàsic   • Fase  torpede:  l’eix  comença  la  diferenciació  à  el  patró  es  visualitza   • Fase  cotiledònia:  diferenciació  cotiledons  à  cos  inicial  complet       Maduració:  l’embrió  acumula  reserves  i  hi  ha  un  fase  de  deshidratació  que  el  prepara   per  entrar  en  latència  i  posteriorment  germinació.       P P P P G Arabidopsi s C G C T C   G   G C T T C o T T Co Co C o         PROEMBRIÓ     -­‐ Primeres  divisions   -­‐ Manté  polaritat  del  zigot   -­‐ També   s’anomena   estadi   preglobular   perquè   no   s’observa  relació  entre  les  cèl·∙lules   -­‐ L’embrió  en  algunes  plantes  (en  Arabidopsis  sí)  compta   amb   la   participació   de   la   cèl·∙lula   més   apical   del   suspensori   (hipòfisi)   que   contribuirà  a  la  formació  del  meristema  apical  de  l’arrel.     -­‐ És  una  massa  de  4-­‐8  cèl·∙lules  que  es  distribueixen  en  dues  capes:   • Superior  (apical)   • Inferior  (basal)         EMBRIÓ  GLOBULAR     -­‐ Molts  canvis  morfologenètics   -­‐ Es   manté   la   polaritat   heretada   del   proembrió   i   es   comença   la   síntesis   i   transport  polar  de  l’auxina.     -­‐ Divisions  orientades  amb  l’eix:   • Transversals  i  radials  à  anticlinals   • Tangencials  à  periclinals  (paral·∙leles  a  la  superfície)     -­‐ Establiment  patró   S’estructura  l’eix  inicial  amb  dos  pols  oposats     S’estructura  l’organització  en  capes  en  el  patró  radial   Dermatògena:   recobreix   l’embrió   à   dóna   lloc   al   protoderma   (sistema   dèrmic   o   protector   )à   Les   cèl·∙lules   es   divideixen   per   divisions   anticlinals.   A   mesura   que   creix   augmenta   la   longitud   i   el   volum   Cortical   à   dóna   lloc   al   meristema   fonamental   (sistema   de   farciment)   Central  à  dóna  lloc  al  procàmbium  (cilindre  vascular)         EMBRIÓ  FORMA  DE  COR     -­‐ Formació   dels   primordis   cotiledonis   à   petites   prominències   a   l’extrem   apical   à  per  això  forma  de  cor   -­‐ Organització  meristemes  apicals:   • Del  brot  (MAB):  s’organitza  entre  els  cotiledons.  S’observa  organització   en  capes:   o Protodermis  à  derivada  de  la  dermatògena  (sistema  dèrmic)   o Cilindre  cortical  (meristema  fonamental)   o Cilindre  central  /vascular  (procàmbium)   • De   l’arrel   (MAR):   comença   a   organitzar-­‐se   i   s’observa   la   divisió   de   la   cèl·∙lula  de  la  hipòfisi.  Les  cèl·∙lules  derivades  d’aquesta  hipòfisi  formaran   part  de  la  radícula  i  del  centre  quiescent.         Protoderma         Meristema     fonamental       Eix         *  Es  diferencien  les     capes  mare:  histògens     -­‐ Cada   cèl·∙lula   obté   la   seva   identitat   d’acord   amb   la   posició   que   es   troba   en   l’embrió.   En   funció   del   seu   lloc   activa   un   programa   propi   i   adquireix   un  destí,   per  tant  rebrà  uns  senyals  determinats.     Es   formen   grups   o   dominis   on   les   cèl·∙lules   d’un   mateix   domini   compartiran   informació  i  seguiran  un  mateix  destí.     Les   cèl·∙lules   mitjançant   la   inhibició   podran   aïllar-­‐se   de   les   altres   provocant   aquest  domini  diferent  de  la  resta.     Tenim  domini  apical  i  basal.       EMBRIÓ  TORPEDE:       S’allarguen  els  cotiledons  i  l’  eix  embrionari  que  presenta  una  organització  radial  més   elaborada.  S’observa  molt  bé  el  meristema  apical  de  l’arrel     EMBRIÓ  COTILEDONI     Creixement  i  organització  dels  cotiledons  amb  la  diferenciació  del  pecíol  i  la  làmina.     La   radícula   es   visualitza   i   s’observen   clarament   les   capes   epidermis,   còrtex   i   cilindre   vascular.     Final  de  l’embriogènia.       MADURACIÓ  EMBRIÓ     Primera  fase  à  acumulació  de  reserves  (als  cotiledons)à  les  cèl·∙lules  augmenten  de   volum  (intensa  expansió)  però  sense  canvis  morfològics  i  poques  mitosis.     -­‐ Reserves  de  midó,  lípids  i  proteïnes   -­‐ Les   llavors   endospermàtiques:   l’embrió   no   creix,   és   l’endosperma   que   creix   per   acumular  reserves.       Segona   fase   à   preparació   de   la   latència   i   posterior   la   germinació   à   deshidratació   (aigua   baixa   del   90%   a   un   20-­‐5%)   à   per   evitar   que   l’alta   [ions]   desnaturalitzi   les   proteïnes,   les   cèl·∙lules   sintetitzen   moltes   proteïnes   anomenades  LEA   à   proteïnes   de   baix  PM  que  substitueixen  l’aigua  i  estabilitzen  les  altres  proteïnes.       LA  LLAVOR     Formació  de  la  càpsula:  es  forma  a  través  de  les  cèl·∙lules  del  sac  embrionari.  Funció:   protecció  de  la  llavor.       Llavor   madura:   conté   l’organització   completa   de   la   planta   en   estat   latent   i   les   reserves   que  permetran  que  la  planta  s’activi  i  germini  quan  les  condicions  siguin  favorables.     Germinació:   entrada   sobtada   en   activitat   de   l’embrió   quan   es   donen   circumstàncies   adequades  d’humitat,  llum,  temp...       -­‐ Sortida  de  la  radícula  a  l’exterior  trencant  la  coberta  pel  punt  més  dèbil.     -­‐ -­‐                                                                                     S’inflen  les  cèl·∙lules  de  l’hipocòtil  i  s’expandeixen  fen  créixer  l’eix  que  pressiona   la  radícula  fins  trencar  la  càpsula.     Meristemes  apicals  entren  en  divisió  i  es  produeix  l’allargament  de  la  radícula   amb  la  formació  de  l’arrel  i  la  del  meristema  caulinar  per  a  formar  el  brot.     Càpsula   endosperma   endosperma     Embrió   endosperma   1.5 –  MUTANTS  EMBRIONARIS     1. ESTUDI  DE  MUTANTS:     Es  tracta  de  caracteritzar  la  funció  dels  gens  analitzant  els  efectes  de  la  seva  alteració   (mutació)   en   el   fenotip   de   l’organisme   mutat.   Aquests   efectes   s’identifiquen   pels   canvis   que   s’observen   a   nivell   de   morfologia,   composició   química,   propietats   fisiològiques   o   del   comportament.   I   identificar   a   nivell   de   genotip   quina/es   seqüències   del  DNA  estan  mutades  (quins  gens  estan  afectats  per  la  mutació).       L’estudi  de  mutacions  que  provoquen  la  pèrdua  de  funció  per  falta  d’expressió  del  gen   han   permès   determinar   la   funció   de   milers   de   gens.   Mutants   deficitaris   à   no   fan   la   funció.       Abans   de   començar   l’estudi   à   documentar-­‐se   bé   sobre   estudis   anteriors   i   el   que   es   pot  aportar,  construir  una  hipòtesis.     Cal  tenir  ben  clara  quina  és  la  funció  que  es  vol  estudiar   -­‐ Definir  el  problema  que  interessa   -­‐ Valorar-­‐ne   el   significat   a   la   planta:   conseqüències   de   la   pèrdua   o   guany   de   la   funció.     Cal  seguir  un  conjunt  de  passos  bàsics  comuns  a  tota  la  biologia  molecular.         Metodologia  habitual  per  l’estudi  de  mutants:     I.
A   nivell   d’organisme:   identificar   plantes   mutants   amb   la   funció   perduda   o   alterada  i  analitzar-­‐ne  els  efectes  de  la  pèrdua  de  funció  del  gen  en  el  fenotip   (anatomia,  histologia,  fisiologia,  química...)     II.
A   nivell   de   DNA   i   RNA:   identificar   i   clonar   els   gens   i   veure   en   quins   teixits   s’expressa  i  quan  ho  fa.     III.
A   nivell   de   proteïna:   obtenir   la   proteïna   codificada   (enzim,   factor   de   transcripció,  reserva...)  i  comprovar  in  vitro  la  funció  bioquímica.     IV.
A   nivell   de   RNA   i   proteïna:   detectar   altres   gens   i   altres   metabòlits   que   interaccionin  per  saber  com  es  regula.     V.
Integrar  en  el  conjunt  del  sistema  (cèl·∙lula,  planta...)     *L’anàlisi  bioinformàtica  és  una  part  important  en  aquests  estudis.  Permet  comparar  el   gen  o  gens  problema  amb  dades  de  gens  homòlegs  emmagatzemades  a  les  bases  de   dades.  Això  genera  molta  informació  útil  per  l’estudi.         2. OBTENCIÓ  MUTANTS     Mutagènesis  (producció  de  mutacions  sobre  el  DNA)  :   -­‐ Mutació  a  l’atzar:  es  poden  obtenir  per  tractaments  amb  agents  químics  o  físics   (radiacions)  o  amb  mètodes  com  la  inserció  de  DNA  per  Agrobacterium  (T-­‐DNA)     -­‐ Mutació   específica:   mètodes   com   el   silenciament   d’un   gen   per   RNAm   o   la   sobrexpressió.       Un   cop   tenim   localitzada   aquesta   mutació   a   l’atzar   o   específica   fem   l’estudi   de   la   mutació:   -­‐ Establim  la  relació  del  gen  funció-­‐fenotip     -­‐ Identifiquem  i  clonem  al  gen  responsable   -­‐ Analitzem  el  paper  del  gen  en  la  funció       Mutants  T-­‐DNA   Mutants  à  es  conserven  en  bancs  de  mutants     Per  l’obtenció  d’aquests  mutants  mitjançant  la  inserció  d’un  fragment  de  DNA  a  l’atzar   es  transformen  les  plantes  amb  un  Agrobacterium  (T-­‐DNA).  S’utilitza  la  capacitat  d’un   plasmidi  que  conté  aquest  bacteri  anomenat  plasmidi  Ti  que  transferirà  el  seu  DNA  a  la   cèl·∙lula  infectada  de  la  planta.  Aquest  plasmidi  indueix  la  tumorogènesi  i  per  evitar-­‐ho   es  modifica.       1) Es   modifica   el   plasmidi   Ti   d   ‘Agrobacterium   per   eliminar   els   gens   que   un   cop   inserits  al  DNA  de  la  planta  indueixen  tumorogènesi.       2) Es  col·∙loca  en  el  DNA  del  plasmidi  un  gen  marcador  que  permetrà  distingir  les   plantes  transformades  de  les  que  no  ho  són.  Aquest  gen  marcador  és  el  gen  de   resistència   a   un   antibiòtic   (kanamicina)   de   manera   que   quan   les   llavors   tractades   amb   aquest   gen   creixen   en   un   medi   amb   aquest   antibiòtic   només   sobreviuen   les   que   tenen   el   gen   de   resistència,   és   a   dir,   les   que   han   estat   transformades.     Si   aquesta   inserció   del   DNA   a   l’atzar   té   lloc   en   el   DNA   codificant   d’un   gen,   l’efecte  més  probable  és  que  impedeixi  la  seva  expressió  (mutants  deficitaris  à   knock-­‐out).  En  el  cas  d’Arabidopsis  i  d’altres  organismes  que  tenen  el  genoma   seqüenciat   es   pot   identificar   en   quina   regió   del   genoma   s’ha   inserit   aquest   plasmidi   i   comprovar   que   és   una   regió   codificant   i   aïllar   la   seqüència   del   gen   mutat.  Amb  aquest  procediment  s’han  obtingut  grans  col·∙leccions  de  mutants   de  T-­‐DNA.       3) Es   detecta   quina   funció   o   quin   procés   està   afectat   per   la   mutació.   Procés   complex   i   difícil.   Per   detectar   els   canvis   al   fenotip   s’han   de   fer   creuaments,   trobar  les  condicions  adequades  de  cultiu  per  trobar  el  fenotip  mutat  i  analitzar   moltes  plantes.     Mutacions  dominants  à  canvis  es  detecten  fàcilment     Normalment   la   mutació   provoca   la   pèrdua   de   la   funció   del   gen   i   en   les   cèl·∙lules   heterozigotes  (canvi  en  la  seqüència  de  DNA  afecta  normalment  en  un  dels  dos   al·∙lels),   es   veu   compensada   per   l’al·∙lel   salvatge   (recessiva)   à   fenotip   normal.   Per  veure  l’efecte  de  la  mutació  caldrà  fer  creuament  per  obtenir  homozigots.     Moltes   mutacions   també   afecten   processos   multigènics   molt   complexos   à   calen  estratègies  complementàries  (dobles  mutants...)       Flors  mutades   (anteres  i  ovari)   Flors  salvatges   Llavor  mutagenitzada   (a  l’atzar)     Sector  mutat   Autofecundació               m/+   Primera  generació   25%  m/m   50%   m/+   25%   +/+   les  mutacions  són   generalment  recessives         Segona  generació   50%  m/+   25%  m/m   25%  +/+     +/+             100%  +/+         Obtenció  de  mutants  T-­‐DNA  Arabidopsis:     Transformació   de   les   flors   d’Arabidopsis   (A)   amb   Agrobacterium:   immersió   d’aquestes   en   un   cultiu   de   bacteris   portadors   d’un   plasmidi   T   modificat,   el   qual   porta  el  gen  marcador  de  selecció  (B)     Inserció  a  l’atzar  del  T-­‐DNA  al  DNA  de  les  cèl·∙lules.   Autofecundació  de  les  plantes  i  recollida  de  les  llavors.   Detecció   de   plàntules   transformades,   mitjançant   el   cultiu  que  conté  en  gen  marcador  de  selecció.     Les  llavors  que  germinen  són  les  transformades.         Mutants  d’inserció  d’Arabidopsis:  bancs  de  mutants.     El   banc   de   mutants   “Phenome”   és   un   exemple   de   com   es   treballa   per   obtenir   una   col·∙lecció  de  mutants.   Per  obtenir    la  col·∙lecció  de  “Phenome”  varen  utilitzar  el  mètode  d’inserció  de  DNA  a   l’atzar   en   plàntules   d’Arabidopsis.     Els   milers   de   plantes   tractades   resistents   a   la   Kanamicina  es  varen  multiplicar  clonalment  i  per  a  cadascuna  d’elles  es  va  analitzar  el   DNA  codificant  per  comprovar  que  realment  contenia  el  fragment  de  DNA  inserit.  Amb   aquest   procediment   tan   laboriós     es   van   seleccionar   4000   plantes   amb   fragments   T-­‐ DNA  inserits,  és  a  dir,  4000  mutants  diferents.   Per  a  cadascun  dels  4000  mutants  es  va  fer  un  seguiment  del  fenotip  en  els  diferents   estadis  (llavor,  plàntula,  roseta,  òrgans  florals...)  i  els  fenotips  es  varen  classificar    en   categories:  mutacions  que  afecten  la  llavor,  la  fulla,  les  arrels...   Amb   les   descripcions   i   les   fotografies   dels   4000   mutants   s’ha   elaborat   una   base   de   dades  (Phenome)  en  la  qual  tots  els  interessats  poden  buscar  una  mutació  que  afecti  el   procés  d’interès  que  volen  estudiar.         Estudi  del  fenotip  128     -­‐ Mutació  que  afecta  l’organogènesi  del  brot   -­‐ Plantes   seleccionades   à   amb   alteracions   a   l’àpex   caulinar   (2   generacions   necessàries  à  F1  i  F2)   Trobem  mutants  homozigots  (128/128)  i  heterozigots  (128/+)     o Deficiències   en   MAB   i   organogènesi   de   la   flor   à   Evidència:   gen   128   important  per  la  organització  del  MAB)   o Homozigots:  moren  abans  de  florir   o Heterozigots:   efectes   semblants   que   Apetala   2   (gen   128   i   apetala   2   =   d’importants)   -­‐ Clonació  del  gen  128  à  obtenció  de  la  proteïna       Clonació  del  gen  128:     -­‐ Clonació  +  seqüenciació  demostren  que  à  seq.  del  gen  128  =  seq  Apetala  2  (en   proteïnes  canvien  2  aa)     -­‐ Mapatge   demostra   que   à   els   gens   Apetala   2   i   128   es   troben   en   la   mateixa   regió  del  cromosoma  à  indica  que  gen  128  és  un  al·∙lel  de  Apetala  2       Com  saber  on  i  quan  s’expressa  un  gen?     Anàlisi  de  l’expressió  d’un  gen  amb  un  gen  marcador   -­‐ Patró  d’expressió  d’un  gen  als  teixits  és  important      à  gen  lligat  a  la  funció   -­‐ La  cèl·∙lula  de  tot  el  genoma,  només  expressa  els  gens  necessaris.  El  conjunt  de   gens   que   s’expressen   en   una   cèl·∙lula   en   un   moment   determinat   =   TRANSCRIPTOMA   o Manteniment  de  les  funcions  vitals  à  house  –  keeping  genes  (comuns  a   totes  les  cèl·∙lules)   o Gens  específics     -­‐ Gens  marcadors  /  reporters  à  útils  per  detectar  el  patró  d’expressió  d’un  gen.     o Gens  amb  un  producte  (enzim  o  prot.  fluorescent)  es  poden  reconèixer.     o Regió   promotora   del   gen   problema:   regió   responsable   de   que   el   gen   s’expressi   en   un   determinat   teixit   o   no.   Aquesta   regió   es   fusiona   amb   la   regió   codificant   (regió   responsable   de   la   proteïna   que   codifica   el   gen)   d’un  gen  reporter.     Aquesta  unió  s’utilitza  per  transformar  les  plantes.     o Cèl·∙lules   amb   el   promotor   actiu   à   expressió   del   gen   marcador   à   detecció  de  l’activitat   Principals:  GFP,  GUS   -­‐ GUS  (glucuronidasa)=  marcador  +  comú   o Transformació   de   la   planta   à   GUS   +   promotor   (gen   problema)   à   en   plantes   transformades   hi   ha   síntesi   de   GUS   en   cèl·∙lules   amb   promotor   activat     o La   presència   de   GUS   es   detecta   incubant   el   teixit   amb   un   líquid   que   conté   un   substrat   (X-­‐Gluc),   el   qual   conté   un   enzim   (X-­‐glucurònic)   i   un   oxidant.  El  substrat  és  incolor  però  amb  l’enzim  s’hidrolitza  i  juntament   amb  l’oxidant  es  dóna  una  reacció  de  color  blau.     *  Resum:  els  teixits  on  s’expressa  el  gen  que  volem  estudiar  apareixen   amb  un  color  blau.         GUS     oxidant       X-gluc --------------- X + gluc --------------- X + gluc*_ incolor incolor blau             Mutants  d’Arabidopsis  (Apical/basal)     Mutants:   -­‐ Gurke  (gk)  à  delecció  de  tot  el  domini  apical   -­‐ fackel  (fk)  à  “                        “  central,  hipocòtil  curt   -­‐ monopteros    (mp)  à  “    “  basal   -­‐ Gnom  (gn)  à  “                        “  dels  dos  àpexs     Gens   -­‐ Gk  à  codifica  prot  per  la  separació  dels  dominis  apical  i  basal   -­‐ Fk  à  síntesi  esterols  (hormones  necessàries  pel  creixement  de  l’hipocòtil)   -­‐ Mp  à  transport  d’auxina   -­‐ Gn  à  divisió  i  transport  auxina                           W     g         Mutant  topless     -­‐ Presenta  MAR  als  dos  pols  de  l’embrió  caulinar  i  radicular     -­‐ Gen   topless   mutat   à   gens   de   l’arrel   s’expressen   al   brot   (prot.   inexistent   o   inactiva)   o Gen   TPL   funcional   codifica   una   prot.   repressora   dels   gens   que   determinen  la  formació  de  l’arrel   o Expressat  al  pol  caulinar  impedeix  que  es  transcriguin  els  gens  de  l’arrel.   Si  falta  aquesta  prot.  (homozigots)  no  hi  ha  repressió     o Formació  d’embrions  amb  meristema  de  l’arrel  als  dos  pols                         w   w t   t               Mutant  fass     -­‐ No   afecta   el   patró   apical   /basal   ni   el   radial,   afecta   la   morfogènia   à   independents:  1  afectat  i  l’altre  no     -­‐ No  hi  ha  organització  en  l’estadi  embrionari  ni  en  proembrió   -­‐ Pla  de  divisió  no  s’orienta  totalment   -­‐ Problemes  en  els  microtúbuls  (l’organització)   -­‐ Codifica   una   proteïna   fosfatada   que   desfosforil·∙la   proteïnes   implicades   a   la   regulació   del   citoesquelet   à   important   per   l’orientació   del   pla   de   divisió     (a   nivell  histològic)       ...

Comprar Previsualizar