Tesis Doctorado
Caracterización de la proteína quinasa ck2 en arabidopsis thaliana y su papel en la respuesta de defensa a estrés oxidativo.
Autor
Salinas-Salvo, Paula Andrea
Institución
Resumen
CK2 es una proteína quinasa heterotetramérica compuesta de dos subunidades
catalíticas a y dos subunidades reguladoras P. CK2 es esencial, esta presente en todos los
organismos eucariontes y regula una gran cantidad de procesos celulares como por ejemplo
el ciclo celular, la apoptósis, el cáncer y el ritmo circadiano. En los últimos años, esta quinasa
ha sido asociada a procesos de defensa a estrés en células de mamífero. En células
vegetales, nuestro laboratorio ha demostrado la participación de esta proteína en la vía de
transducción del ácido salicílico (SA), hormona que participa en la defensa a estrés en
plantas, principalmente asociada a la regulación de la transcripción de genes de defensa.
En este trabajo de tesis se caracterizó la expresión y localización subcelular de CK2
de Arabidopsis tha!iana y estudiamos su papel en la respuesta de defensa a estrés celular.
Encontramos 8 genes que codifican para las subunidades de CK2 en Arabidopsis, 4
para la subunidad a (aA, (xB,aC y cpCK2) y 4 para la subunidad P (p1, p2, P3 y 04).
Mediante Northern y RT-PCR detectamos la expresión de los 8 genes en inflorescencias,
tallos, hojas y raíces de las plantas. Realizamos una comparación del nivel de expresión de
los distintos genes de CK2, utilizando la información de los microarreglos existente en la
base de datos Genevestigator. El análisis mostró que los niveles de expresión de todos los
genes es constitutiva y con poca diferencia de expresión entre ellos, siendo cpCK2, una
subunidad con posible localización cloroplástica, la de mayor expresión.
Estudiamos la localización subcelular de las diferentes subunidades de CK2 utilizando
plantas transgénicas con las proteínas de fusión entre las subunidades de CK2 y las
proteínas fluorescentes verde y amarilla. Demostramos que las subunidades aB y aC se
localizan principalmente en el núcleo de las células, especialmente en el nucléolo. Las
subunidades 31 y 33 tienen una distribución principalmente citoplasmática y nuclear; la
subunidad P2 tiene una distribución principalmente nuclear y la subunidad P4 principalmente
citoplasmática.
Estudiamos el papel de CK2 en la respuesta a estrés utilizando dos estrategias. La
primera fue evaluar la actividad nuclear de CK2 después de tratamientos con SA en plantas
de Arabidopsis. En estos experimentos encontramos una diferencia pequeña pero
significativa entre la actividad CK2 nuclear de las plantas previamente tratadas con SA y las
controles.
Como segunda estrategia, analizamos el papel in vivo de CK2 en la respuesta de
defensa, utilizando una dominante negativa. Para ello se generaron plantas transgénicas de
Arabidopsis que expresan una subunidad a inactiva que posee una mutación en un
aminoácido esencial para su actividad (aBK68M). En estas plantas determinamos que la
expresión de genes de defensa inducidos por SA no se ve mayormente afectada en su
cinética de inducción. Sin embargo, detectamos una desregulación de la expresión basal del
gen de defensa PRI, especialmente en la línea transgénica con menor actividad CK2. De
manera muy interesante, observamos que estas plantas no logran crecen en presencia de
SA, lo cual es indicativo de un defecto en la capacidad de destoxificación de este compuesto.
Medimos la tolerancia de estas plantas al tratamiento con MV y observamos que la línea con
menor actividad CK2 es más sensible al tratamiento oxidativo.
Nuestros resultados sugieren que CK2 participa en la respuesta de defensa a estrés
oxidativo de la planta y en la vía de transducción de señales del SA. PFCHA-Becas Doctor en Ciencias Biológicas Mención Genética Molecular y Microbiología 199p. PFCHA-Becas TERMINADA