Mecanismos moleculares de respuesta al Cadmio en plantas de Pisum sativum L.Función de las especies de oxígeno y nitrógeno reactivo

Resumen

El cadmio es un metal pesado altamente tóxico, aunque los mecanismos implicados en su toxicidad no están bien establecidos. En esta Memoria de Tesis Doctoral se demuestra que el Cd produce en plantas de guisante un incremento de la relación ROS/NO. Mediante el uso de técnicas de microscopía láser confocal, y el uso de fluorocromos específicos, se ha determinado la contribución de distintos tipos celulares a la producción in vivo de ROS y NO en cortes transversales de raíces y hojas. El incremento de la producción de ROS se debe fundamentalmente a la activación de una NADPH oxidasa de membrana, mientras que la reducción del NO podría deberse a la inactivación de la actividad NOS como consecuencia del antagonismo entre el Ca2+ y el Cd2+. La reducción de la producción de NO podría ser responsable de la inducción de la síntesis de etileno y de los cambios observados en la estructura del cilindro vascular de la raíz. Las ROS, además de provocar daños oxidativos podrían actuar como señales celulares induciendo la síntesis de proteínas de defensa. En la regulación de estas proteínas también intervendrían las hormonas jasmónico y salicílico. La reducción de la producción de NO, el aumento de la producción de ROS y el incremento de la producción de etileno, jasmónico y proteínas de defensa sugiere que el Cd induce el programa de senescencia celular. Los peroxisomas son unos orgánulos complejos que pueden actuar como fuente de señales celulares (ROS y NO) y en la defensa celular frente a situaciones de estrés. El Cd provoca una aceleración del movimiento de estos orgánulos que es dependiente de Ca2+ y de ROS y que podría ser importante en la defensa celular frente al metal. Los resultados obtenidos sugieren un esquema de respuesta celular al Cd en el que interaccionan el Ca2+, las ROS y el NO, y propone nuevas vías para la toxicidad de este metal.