Revelando el reloj circadiano: ¡Cómo las plantas controlan el día!

Revelando el reloj circadiano: ¡Cómo las plantas controlan el día!

Recientemente se publicó un estudio internacional sobre el funcionamiento de proteínas sensibles a la luz conocidas como criptocromos. La investigación fue dirigida por el profesor Dr. Lars-Oliver Essen de la Universidad Philipps de Marburg. La Universidad Nacional de Taiwán (NTU) y otros científicos internacionales participaron activamente en el estudio. El objetivo del exhaustivo trabajo de investigación es ampliar la comprensión del ritmo día-noche y del reloj biológico de los seres vivos.

Los resultados muestran que los criptocromos desempeñan un papel clave en la regulación de los ritmos circadianos y los procesos dependientes de la luz en plantas, animales y otros organismos. Alto uni-marburg.de La luz se convierte en señales químicas, lo cual es crucial para el reloj interno de muchos seres vivos. Esta conversión se produce mediante reacciones luminosas complejas.

Mecanismos de percepción de la luz.

El estudio reveló la secuencia de reacciones provocadas por la exposición a la luz. En particular, se identificaron dos mecanismos centrales: el “interruptor N395/FAD”, que activa la ruta de protonación (TPP) y estabiliza el par de radicales, y el “interruptor D321/Y373”, que desestabiliza la hélice e inicia el estado de señalización. Estos procesos son esenciales para controlar los complejos ritmos biológicos que los organismos necesitan para comportarse en armonía con su entorno.

Estudios anteriores han demostrado que los criptocromos son de gran importancia no sólo en los animales, sino también en las plantas. Estos fotorreceptores que contienen flavina son estructuralmente similares a las fotoliasas, que reparan el ADN dañado por los rayos UV, y se encuentran en muchos organismos, desde arqueas hasta bacterias, plantas y animales. Sus funciones van desde regular procesos como la germinación y la floración hasta adaptarse a las condiciones de iluminación, destacando el papel del reloj circadiano.

El reloj circadiano de las plantas es un sistema interno de cronometraje que adapta los procesos fisiológicos al ciclo de luz y oscuridad. Este reloj ayuda a las plantas a prepararse para los cambios regulares en su entorno, como el día, la noche y las estaciones. Influye en procesos esenciales, incluida la fotosíntesis y el metabolismo, y se sincroniza mediante señales luminosas percibidas por varios receptores de luz. Estos mecanismos permiten a las plantas regular sus genes según la hora del día y adaptar su desarrollo ( plantresearch.de ).

Importancia de la investigación

Los resultados de este estudio tienen implicaciones de largo alcance. Podrían explicar cómo los criptocromos permiten a las aves utilizar campos magnéticos para la navegación y ofrecer nuevos enfoques para tratar enfermedades relacionadas con el ritmo circadiano. Esto incluye una mayor comprensión del funcionamiento del reloj circadiano, que desempeña un papel central no sólo en las plantas sino también en muchos organismos vivos.

La investigación contó con el apoyo parcial de la Fundación Alemana de Investigación (DFG) y organizaciones financiadoras de Taiwán, Japón y Estados Unidos. Para crear las instantáneas de alta resolución que fueron cruciales para las investigaciones se utilizaron láseres de electrones libres de rayos X (XFEL) de última generación, disponibles sólo en unos pocos lugares del mundo. Esto pone de relieve cómo las tecnologías innovadoras pueden impulsar el progreso científico en el estudio de los relojes biológicos.

Este notable avance científico fue publicado en la revista Science Advances y está disponible en DOI 10.1126/sciadv.adu7247 ser recuperado.