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El rol de las acuaporinas en la transpiración de las plantas

Publicado por Marlene

El intercambio de gases entre los brotes de las plantas y la atmósfera juega un papel clave en la función y el rendimiento de la planta a través de la ingesta de dióxido de carbono (CO2) para suministrar la fijación fotosintética de carbono y la difusión del vapor de agua por transpiración. Este último proceso, la transpiración, es impulsado por la demanda de evaporación, es decir, la caída dramática en la presión de vapor entre los tejidos vegetales y la atmósfera.

La pérdida de agua por transpiración no puede considerarse simplemente como el componente perjudicial de una relación costo-beneficio para optimizar la ingesta de CO2 y la fijación de carbono. La transpiración es importante en el enfriamiento de las hojas y conduce el transporte de nutrientes mediado por el xilema desde el suelo hacia las partes más altas de la planta. Debido a estas funciones múltiples y a veces conflictivas, los intercambios de gases por las partes aéreas de la planta deben controlarse muy estrictamente. Los intercambios de gases están mediados principalmente por los estomas. Los estomas son poros especializados diferenciados de las células epidérmicas en la superficie de las hojas y los tallos. La superficie externa restante de la epidermis está cubierta con una cutícula en gran medida hermética a los gases.

Las acuaporinas son proteínas de membrana intrínsecas presentes en la membrana plasmática. Si bien la mayoría de las aquaporinas funcionan como canales para facilitar el transporte de agua transmembrana, también pueden transportar pequeñas moléculas neutras como gases (CO2, amoníaco), especies reactivas de oxígeno (peróxido de hidrógeno: H2O2) y metaloides (ácido bórico, ácido silícico, antimonita, arsenito). ) La función de transporte de agua de las aquaporinas desempeña un papel clave en procesos tan diversos como la absorción de agua de la raíz, el estado hídrico y turgencia de las hojas, la germinación de semillas, el crecimiento expansivo y la emergencia de raíces laterales.

En relación con sus múltiples localizaciones y funciones celulares, las acuaporinas vegetales se dividen en al menos 4 subclases, cada una de las cuales muestra una alta multiplicidad de isoformas. Algunos ejemplos de interés, son las proteínas intrínsecas de la membrana plasmática intrínseca (PIP; 13 isoformas fueron encontradas en Arabidopsis) y las proteínas intrínsecas del tonoplasto (TIP; 9 isoformas en Arabidopsis) que representan las aquaporinas más abundantes en la membrana plasmática y la membrana vacuolar (tonoplasto), respectivamente.

Existe una estrecha relación entre las acuaporinas y la transpiración de las plantas, dos componentes muy importantes de las relaciones entre las plantas y el agua. Primero, la función de las aquaporinas en las células es de protección del estoma, pero además del transporte de agua están implicadas en el transporte de otras moléculas. También, la función de las aquaporinas en las raíces y los brotes está íntimamente relacionada con la transpiración. Por lo tanto, la contribución de las aquaporinas al control de la transpiración va mucho más allá del problema del transporte de agua durante los movimientos estomáticos e implica mecanismos emergentes de señalización celular y de larga distancia.

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