Arabidopsis: Una maleza pequeña pero impresionante
Investigador
Biotecnología
CENIAP-INIA
Arabidopsis thaliana es una maleza anual usada actualmente como modelo para estudiar muchos aspectos de la biología vegetal. Debido al tamaño de su genoma (125 Mb) fue escogida para ser objeto del primer proyecto de secuenciación de un genoma vegetal completo, esfuerzo que se completó a finales del año 2000 (1).
Genoma es el material hereditario o ADN de un individuo. El ADN es el código vital que se encuentra en el núcleo celular. Los genes que codifican por proteínas o enzimas estan determinados en el ADN. Del análisis del genoma de Arabidopsis se predicen algo mas de 25 mil proteínas, un 70 % de las cuales guardan homología significativa con genes conocidos de otros organismos.
Es de esperarse que la disponibilidad de la secuencia genómica de Arabidopsis aumente nuestros conocimientos acerca de los genes que son expresados en una planta cultivada típica y facilite un análisis completo de la función de tales genes.
La mayoría de las plantas cultivadas tienen grandes y complejos genomas con exceso de ADN que aparentemente no tiene función alguna, lo que hace el estudio genético mas difícil. Aunque el genoma de Arabidopsis sea compacto, los procesos vitales son similares a aquellos de plantas cultivadas mas complejas, por ejemplo maíz, soya, trigo, tomate, y por lo tanto, todas deben poseer el mismo conjunto esencial de genes. Una vez estos genes hayan sido identificados, los científicos serán capaces de usar estos genes descritos para encontrar los genes correspondientes en plantas cultivadas, cuyos genomas son de 10 a 30 veces mayores. Dada la existencia de mapas físicos de Arabidopsis se facilita la clonación de genes que confieren fenotipos específicos en otros cultivos. Los recursos disponibles en el sistema experimental de Arabidopsis también lo hacen atractivo como plataforma para entender la función en plantas de importancia económica.
Un ejemplo del uso del conocimiento generado para Arabidopsis puede apreciarse en el caso del tomate. Aunque existen muchos recursos disponibles para estudiar genes en tomate, asignar la función a cada gene, puede ser una tarea abrumadora, cuando se compara con hacerlo en Arabidopsis (2). El genoma del tomate es aproximadamente 7 veces mayor que el de Arabidopsis, y ello hace mas difícil el mapeo y la clonación genética basado en el mapa físico. Además, el método de transformación usado en Arabidopsis llamado "método de remojo floral’ (3) no ha sido exitosamente adaptado a tomate. El desarrollo de tomate transgénico requiere el uso de mucha mano de obra y es ineficiente hasta ahora.
Compilar la secuencia genética es solo el principio, es necesario que sepamos cual proteína es codificada y donde encaja dentro de los ciclos bioquímicos. Y ese es el reto actual para muchos científicos durante las próximas décadas. Es una labor que implica integrar los diagramas estructurales y neurales del organismo. Se anticipa poder ver con lujo de detalles y en cuatro dimensiones el proceso desde que una semilla germina hasta que la próxima generación produce semillas a partir de esta planta madre. O poder detener el proceso en cualquier fase del ciclo de la planta y ver cuales proteínas se expresan y como interactúan entre ellas. Sin embargo, aún no se le conoce función a más de la mitad de las proteínas vegetales, así que este es un reto propio del siglo XXI. La mayor parte de los genes encontrados en Arabidopsis están en otras plantas, así que es de esperarse que los descubrimientos realizados en Arabidopsis puedan aplicarse a otras plantas, tales como cultivos o plantas medicinales.
Varios centros de recursos genéticos se han establecido para apoyar las actividades de investigación del proyecto Arabidopsis y mantener y distribuir las semillas desarrolladas a la comunidad científica (4). El conocimiento alcanzado ayudara a entender como un grupo particular de genes trabaja e interactúa en otras plantas, y posibilitara identificar genes específicos para ciertas características que pueden ser transferidos para aumentar la productividad y la calidad de otras especies.
|
Figura.1. Arabidopsis es una maleza anual perteneciente a la familia Brassicaceae (mostaza, colza, lechuga y otros). Su uso como modelo genético ha permitido rápido progreso en el conocimiento de la función de genes de plantas cultivadas. |
 |
|
|
Figura 2. Mapa físico de los genes de b-galactosidasa identificados en el genoma de Arabidopsis. estas enzimas intervienen en la maduración de frutos en cultivos como tomate, lechosa y cítricas. |
 |
The Arabidopsis Initiative: Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana. Nature 2000, 408:796-815.
Mysore, K.S.; Tuori, R.P. and Martin, G.B. Arabidopsis genome sequence as a tool for functional genomics in tomato. Genome Biology 2001, 2(1) :reviews1003.1-1003.4
Clough SJ, Bent AF: Floral dip: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana. Plant J 1998, 16:735-743.
The Arabidopsis Information Resource http://www.arabidopsis.org/
Cita:
Pérez, Iris. 2004. Arabidopsis:una maleza pequeña pero impresionante. Revista Digital CENIAP HOY N° 5, mayo-septiembre 2004, Maracay, Aragua. URL: www.ceniap.gov.ve/ceniaphoy/articulos/n5/arti/iperez.htm Visitado en fecha:
DERECHOS
RESERVADOS ® 2003 REVISTA DIGITAL CENIAP HOY
ISSN: 1690-4117
Depósito Legal:
200302AR1449
CENTRO
NACIONAL DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS
(INIA-CENIAP)
Unidad
de Información - Coordinaduría de Negociación, Venezuela