La radiación ultravioleta y sus efectos sobre el genoma vegetal: conceptos y mecanismos.

La radiación ultravioleta y su efecto sobre el genoma vegetal.

Las plantas, como productoras primarias, dependen de la energía solar para la fotosíntesis, un proceso esencial para su supervivencia y crecimiento. Sin embargo, el componente ultravioleta de la radiación solar puede alterar la estabilidad del genoma en las plantas al crear lesiones en el ADN conocidas como fotoproductos UV. Estas lesiones interfieren con la actividad de las polimerasas durante la transcripción y replicación del ADN, afectando así el crecimiento y desarrollo de las plantas. Por tanto, comprender los mecanismos de reparación del ADN en las plantas es esencial para mantener su estabilidad genómica.

Tipos de fotoproductos UV y mecanismos de reparación del ADN.

Los dos tipos principales de fotoproductos UV, CPD y (6-4)PP, representan el 80% y el 20%, respectivamente, del daño total al ADN causado por la exposición a los rayos UV. Estos fotoproductos UV pueden repararse mediante dos mecanismos principales: fotorreactivación y eliminación de nucleótidos. Aunque la reparación de CPD se ha estudiado ampliamente, todavía se necesita un conocimiento completo de la dinámica genómica de la reparación de (6-4)PP en plantas.

Información de XR-seq

La secuenciación de reparación por escisión (XR-seq) proporciona una herramienta poderosa para la elaboración de perfiles de reparación por escisión en todo el genoma, proporcionando información precisa sobre la reparación de lesiones específicas del ADN en roturas de un solo nucleótido. Un estudio de plántulas de Arabidopsis utilizando XR-seq mostró (6-4) que la PP puede repararse mediante reparación acoplada a la transcripción (TCR) y muestra distintos picos de reparación en el promotor, el sitio de inicio de la transcripción (TSS) y el sitio de terminación de la transcripción (TES). ). ) genes. Curiosamente, se descubrió que la tasa de reparación de (6-4)PR estaba influenciada por el estado de la cromatina, siendo la reparación más eficiente en regiones de cromatina abierta en comparación con regiones asociadas con heterocromatina.

El papel de la reparación del ADN en el desarrollo y la productividad de las plantas.

Los mecanismos eficientes de reparación del ADN son esenciales en respuesta al estrés genotóxico. Se observa que el daño al ADN puede afectar el desarrollo de las plantas y el rendimiento de los cultivos, enfatizando la importancia de mantener la estabilidad del genoma. Los estudios también han destacado el papel de los microARN y diversas proteínas, como la proteína RETINOBLASTOMA REALATED y NAC044, en el control de la respuesta al daño del ADN y la coordinación de las decisiones sobre el destino celular, lo que aclara aún más la naturaleza compleja y multifacética de los mecanismos de reparación del ADN en las plantas.

Adaptación a la radiación y a los sistemas de reparación del ADN.

Las plantas han desarrollado respuestas adaptativas para sobrevivir en entornos cambiantes, incluida la adaptación a la radiación ionizante. La exposición crónica a la radiación puede aumentar el nivel de radiorresistencia a nivel de la población, y los mecanismos ecológicos desempeñan un papel en la alteración de las relaciones dentro de las comunidades biológicas debido a las diferencias en la radiosensibilidad de las especies. Curiosamente, las plantas muestran un mayor nivel de superioridad en el sistema de reparación del ADN que los animales, lo que contribuye a su mayor radiorresistencia.

Conclusión

En resumen, las plantas poseen una red sólida y compleja de mecanismos de reparación del ADN que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la estabilidad genómica y garantizar la supervivencia frente al estrés ambiental. A medida que crece nuestra comprensión de estos mecanismos, se abren nuevas oportunidades para mejorar la salud de las plantas y la productividad de los cultivos, contribuyendo así a la agricultura sostenible. Se necesitan más estudios para comprender completamente la dinámica de reparación del ADN en todo el genoma, especialmente (6-4) RP, en plantas.