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Regulación de la expresión genética en plantas.
Activación del ciclo del glioxilato durante la
germinación de semillas.
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Objetivos
• Comparar el contenido de lípidos, carbohidratos y proteínas en semillas de ajonjolí germinadas y sin germinar.
• Conocer un mecanismo de modificación de la expresión genética en eucariontes.
• Asociar cambios fisiológicos con cambios en la expresión de proteínas.
• Integración del metabolismo primario.• Integración de los conocimientos adquiridos
durante el curso.
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Cambios fenotípicos durante el ciclo de vida de una planta.
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En la semilla se almacenan las reservas necesarias para el desarrollo de una planta.
Carbohidratos• Almidón Amilosa + Amilopectina
• Hemicelulosas
LípidosTriacilgliceroles
Proteínas
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El contenido de moléculas de reserva determina el metabolismo primario de la semilla durante la
germinación.
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Transición de semilla a plántula
1. Hidratación2. Salida de la raíz
primitiva o radícula
3. Salida de los cotiledones o el tallo (coléptilo)
4. Enverdecimiento de las hojas (cloroplastos)
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Una vez que la planta emerge del suelo se vuelve fotosintéticamente activa.
Heterotrófo: Metabolismo dependiente de las reservas de carbono, nitrógeno, fósforo… que se encuentran en diferentes tejidos de la semilla.
Autótrofo: La planta es fotosintéticamete activa.
H A
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Durante la etapa de heterótrofo ocurre la movilización de moléculas de reserva.
En el caso de la mayoría de las semillas que contienen
lípidos se induce el CICLO DEL GLIOXILATO
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Las células vegetales y las de algunos microorganismos pueden realizar la síntesis neta de carbohidratos a partir de grasas a través del ciclo del glioxilato.
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Fases de la degradación de ácidos grasos
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Ciclo del glioxilato. Permite la movilización de grasas de almacenaje a carbohidratos solubles
1. Vía que se parece a la del ciclo de Krebs pero…
2. Evita las descarboxilaciones
(No hay pérdida de C como CO2)
3. Y tiene:
ENZIMAS REGULATORIAS
• Isocitrato liasa• Malato sintasa
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Ciclo del glioxilato
• Es la vía metabolica por la cual 2 moléculas de acetil-CoA se convierten en 1 molécula de succinato, teniendo como un intermediario al glioxilato.
• El succinato se convierte en oxalacetato y es usado durante la gluconeogenesis para generar glucosa y de ahí sacarosa .
• Los animales no pueden convertir los ácidos grasos en glucosa ya que no tienen las enzimas necesarias para sintetizar oxaloacetato desde el acetil CoA.
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Transición del metabolismo heterotrófico a uno fotoautotrófico
Heterotrófo Fotoautotrófo
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La actividad del ciclo del glioxilato durante la germinación
y post-germinación está regulada a nivel transcripcional GerminaciónPostgerminación
RNAm
El ciclo del glioxilato se inhibe una vez que la planta es autótrofa.
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Si no se encuentran las enzimas claves del ciclo del glioxilato los ácidos grasos se oxidan vía el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa hasta CO2 y H2O.
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Comparación de la frecuencia de germinación entre la planta WT y la planta mutante en la vía de la
oxidación (ped1-3).
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En la oscuridad se induce la transcripción del gen de la malato sintasa.
CONTROL METABÓLICO
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Durante la senescencia también se induce la malato sintasa
Transición de tejido con capacidad autotrófica a heterotrófica
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Sacarosa reprime la inducción de las enzimas del ciclo del glioxilato
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La práctica.Semillas de
ajonjolí (Sesamum indicum)
Extracción de proteínas
Extracción de lípidos
Extracción de carbohidratos
Separación por cromatografía en
placa fina
Determinación de proteínas:Bradford
Cuantificación colorimétrica: Método fenol-
sulfúrico
Germinación por 0 y 3 días
Medición de actividad
enzimática:Malato sintasa Piruvato cinasa
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Ejercicios
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Se utilizaron enzimas de restricción para la digestión completa del plásmido pBR32.¿Cómo será el corrimiento electróforético en los siguientes casos? Sin digerir Restricción con Enzima BamHI Restricción con BamHI y ScaI
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Se quiere clonar el gen que codifica para una quitinasa en el plásmido pBR322, Se sabe que este gen tiene en sus extremos 5´ y 3´ sitios de reconocimientopara Pstl. La cepa en la que se realizará la transformación es susceptible a tetraciclinay a ampicilina. ¿Cómo será el fenotipo de la bacteria transformada?
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