Defensas antioxidantes y MCP
ROS en MCP
Development of leaves in seedlings derived from non-photooxidized (control) seeds and seeds
photooxidized at 2 or 10 μmol m−2 s−1, at 7, 14 and 21 DAS. Bar values are means of four replicates of 30 seedlings. (B, C) Images of representative seedlings at 14 DAS: (B) seedlings from control seeds; (C) seedlings from photooxidized seeds at 10 μmol m−2 s−1.
Transverse sections of one cotyledon at 3 DAS. (A) control; (B–D) details of margin, adaxial side and abaxial side, respectively. (E) Cotyledon of a seedling derived from seed photooxidized at 2 μmol m−2 s−1; (F–H) details of margin, adaxial side and abaxial side, respectively. (I) Cotyledon of a seedling from seed
photooxidized at 10 μmol m−2 s−1; (J–L) details of margin, adaxial side and abaxial side, respectively. The images are representative of at least 10 sections of cotyledons from different seedlings, from three
O2 •− production during morphogenesis: seedlings derived from control seeds and seeds photooxidized for 3 days at 2 or 10 μmol m−2 s−1 were monitored following NBT staining. (A) 3 DAS and 7 DAS seedlings vary greatly from control to 10 μmol m−2 s−1 , with reductions in development and increases in NBT
staining. (B) Detail of shoot apices at 21 DAS, with
clear differences in: (1) development of first leaves;
(2) cotyledon expansion; (3) NBT staining in
cotyledons. Note that NBT staining did not affect the first leaves in any
treatment.
NBT: nitro-blue tetrazolium chloride
• NBT (Nitro blue tetrazolium) es un compuesto
químico constituido por dos fracciones de tetrazol.
• NBT (Nitro blue tetrazolium) es un oxidante, que se
usa en conjunción con BCIP
(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-phosphate) o derivados BCIP para detectar
actividad fosfatasa.
• NBT es también un sustrato para deshidrogenasa y
otros oxidantes . Luego es frecuentemente usado
para probar viabilidad celular, proliferación y
citotoxidad y es frecuentemente usado en estudios
histoquímicos.
• NBT es incoloro e insoluble en agua, pero forma un
precipitado azul oscuro, altamente insoluble,
MDA
Malondialdehyde
es generado por
especies reactivas
de oxígeno (ROS), y
por ello es
usado in vivo como
un bio marcador de
• Malondialdehyde es el compuesto orgánico con la
fórmula CH
2(CHO)
2. Esta especie reactiva ocurre
naturalmente y es un marcador de estrés oxidativo.
• Malondialdehyde es generado desde ROS, y por
ello usado in vivo como un bio-marcador de estrés
oxidativo.
• ROS degrada los lípidos poli-insaturados formando
malondialdehyde. Este compuesto es un aldehidro
reactivo y es uno de las muchas reactive
electrophile species que causan estrés tóxico en
células.
• Malondialdehyde reacciona con deoxidenosine y
deoxyguanosine en el DNA
Peroxidase isozymes (POX, POD and APX)
La enzima superóxido dismutasa (SOD) cataliza la dismutación de superóxido en oxígeno y peróxido de hidrógeno
Producción y destino metabólico de varias ROS (peróxido de hidrógeno, anión superóxido, oxígeno singulete) en diferentes compartimientos celulares
ROS, reactive oxygen species; PSI, fotosistema I; PSII, fotosistema II; ETC, cadena de transporte de electrones; SOD, superoxido dismutasa; CAT, catalasa; AsA/GSH, ácido ascórbico/glutathione
In plantas, el ciclo glutathione-ascorbate opera en citosol, mitocondrias, plástidos, peroxisomas
La enzima APX (ascorbato peroxidasa) cataliza la reducción del H2O2 en agua, con el ácido ascórbico sirviendo como un donor de electrones
DHAR (dehydroascorbato reductasa) utiliza los electrones
provistos por GSH para reducir DHA (ácido dehidroascórbico) en
AsA (ácido ascórbico)
DHA es previamente producido por MDHA (monodehydroascorbato)
GSH es oxidizado en GSSG (gluthatione disulfido) por DHAR
GSSG es luego reducido en GSH reacción catalizada por GR (glutatione reductasa)
APX, MDAR, DHAR y GR son 4 enzimas claves presentes en el ciclo AsA-GSH
• La POX (Peroxidasa de plantas clase III), es una
óxidoreductasa es una de los principales tipos de
peroxidasas ampliamente distribuidas en animales,
plantas y microorganismos.
• POXs existe como una isoenzima en especies
individuales y cada isoenzima tiene secuencias
variables de aminoácidos y muestra diferente perfil de
expresión, sugiriendo estar involucrada en varios
procesos fisiológicos .
• Hay evidencias que las POXs participan en lignificación,
suberización, catabolismo de auxinas, defensa contra
ataque de patógenos.
SOD
• La superóxido dismutasa(SOD) es una enzima
que cataliza la dismutación de superóxido (O
2−) a
oxígeno y peróxido de hidrógeno. Luego, es una
defensa antioxidante importante en casi todas las
células expuestas a oxígeno.
• Superóxido Dismutasa (conocida como SOD) es
una enzima asociada con cobre, zinc, manganeso,
hierro. Manganeso y zinc, en particular, estimula
la producción de SOD.
Apéndice
MAPK
• Mitogen-activated protein kinases, también
conocidas como MAP kinases son quinasas
serina/threonina/tyrosina pertenecientes al
CMGC (grupo kinase: CDK/MAPK/GSK3/CLK).
• Los más cercanos de MAPKs son las quinasas
• Una cyclin-dependent kinase complex (CDKC, cyclin-CDK)
es un complejo proteico formado por la asociación de una subunidad catalítica inactiva de una quinasa,
cyclin-dependent quinasa (CDK), con una subunidad regulatoria cyclina.
• Una vez que la cycin-dependent quinasa se unea la ciclina, el complejo que se forma está en un estado inactivo.
• a la ciclina, el complejo formado está en un estado inactivo.
• La especificidad del sustrato del complejo activado es establecida principalmente por la cilina asociada aes
controlada por la fosforilación de las proteínas target, como también por la unión de proteínas inhibidoras.
• Las CDKs son proteínas relativamente pequeñas, con alto peso molecular, (entre 34 to 40 kDa), y contienen pocomás que el dominio quinasa.
• Por definición, una CDK se une a una proteína regulatoria llamada ciclina. Sin ciclina, la CDK tiene poca actividad
quinasa; sólo el complejo ciclina-CDK es una quinasa activa. Las CDKs fosforilan sus sustratos sobre serinas y threoninas, • La secuencia consenso para el sitio de la fosforilación en la
secuencia de aminoácidos de un sustrato CDK es [S/T*]PX[K/R], donde S/T* es la serina o threonina
fosforilada, P is prolina, X es algun aminoácido,, K is lisina y R es arginina.
• Mitogen-activated protein kinases, también conocidas
como MAP kinases son serina/threonina/tirosina-proteína
específica pertenecientes al grupo quinasas CMGC (CDK/MAPK/GSK3/CLK).
• Los mas cercanos de MAPKs son las ciclinas-dependent
quinasas (CDKs). MAPKs están involucradas en respuestas
celulares dirigidas a una diversos estímulos talescomo mitógenos, estrés osmótico, shock térmico, y otros. • Ellos regulan proliferación, expresión de genes,
diferenciación, mitosis, supervivencia celular y apoptosis, entre muchos otros.
• MAP kinasas se encuentran en animales, hongos plantas y en eucariotes unicelulares.
MCP
Danon A, Delorme V, Mailhac N, Gallois P. 2000. ¨Plant programmed cell death: a common way to die Plant Physiol. Biochem. 38: 647-655
ROS en MCP
• Cambios ambientales o de desarrollo estimulan la producción de ROS a través de varias organelas y enzimas
• Este incremento inicial en niveles de ROS podría ser posteriormente aumentados en varios
centros de difusión y producción.
• La producción sostenida de ROS su acumulación en niveles tóxicos, lo que lleva a la
MUERTE CELULAR POR NECROSIS
• La producción transitoria de ROS podría iniciar cascadas de transducción de señales que
involucran la interacción con hormonas : SA, jasmonato, ethyleno, y NO.
• Esta interacción puede amplificar o disminuir la respuesta resultante o canalizar la cascada
a través de sensores de transducción más específicos y apuntar a la expresion de genes relacionados con la MCP y ROS.
• Además de la cascada de fosforilación de las MAPK, otras modificaciones
postranlacionales tales como oxidación de proteínas y nitrosilación deberían estar involucradas en la MCP de la via ROS-dependiente.
