Universitat de València
Peñarrubia Blasco, Lola
2003-07-09
8437057566
V-5054-2003
Universitat de València. Departament de Bioquímica i Biologia Molecular
La tesi doctoral s'emmarca dins de l'àrea de la biologia molecular de plantes, incloent algunes consideracions de tipus fisiològic, i descriu la identificació i caracterització de 5 gens Arabidopsis que codifiquen proteïnes amb similitud estructural amb els transportadors de coure eucariotes de la família Ctr. Els resultats del treball s'han dividit en tres capítols. En el primer d'ells s'analitza a nivell teòric les seqüències dels polipèptids de la família COPT d'Arabidopsis, s'investiga la seua funcionalitat en un sistema d'expressió heteròleg i es caracteritza de forma global el perfil d'expressió dels gens de la família. En aquest apartat es mostra que COPT1 i COPT2 restableixen amb gran eficiència el creixement en medi de selecció d'una soca de llevat deficient en el transport de coure d'alta afinitat i s'estableix que l'expressió dels dos transportadors es reprimeix en resposta a un tractament amb dosis tòxiques de coure. Per un altre costat, COPT3 i COPT5 complementen amb baixa eficiència al mutant de llevat i no responen al tractament amb coure. Les conclusions d'aquest primer apartat permeten proposar un model sobre la localització i funció cel·lular dels transportadors de la família. Els altres dos capítols de la tesi es centren específicament en l'estudi del gen COPT1. En el segon capítol, es descriu l'obtenció de plantes transgèniques que expressen un gen quimèric format per la fusió del promotor de COPT1 al gen GUS. L'anàlisi histoquímic d'aquestes plantes permet dilucidar que el gen COPT1 s'expressa en embrions i plàntules d'Arabidopsis. A més, en plantes adultes, l'expressió de COPT1 es restringeix als àpex radiculars, als tricomes, a les cèl·lules guarda i al pol·len. En l'últim capítol de la tesi s'exposa l'anàlisi fenotípic de plantes transgèniques que sobreexpressen i silencien COPT1, focalitzant l'estudi en els teixits descrits en el capítol anterior. Així, es mostra que la sobreexpressió de COPT1 causa hipersensibilitat al coure i l'activació dels sistemes de segrest cel·lulars, representats per la metal·lotioneïna MT1a. D'altra banda, el silenciament postranscripcional de COPT1 causa una reducció en l'absorció de coure, hipersensibilitat al dèficit de coure, un allargament de l'arrel primari i irregularitats en la formació de la coberta d'exina. Globalment, els resultats de la tesi descriuen per primera vegada l'expressió d'un transportador de coure als arrels d'una planta superior i assenyalen la participació de COPT1 en l'absorció de coure i en altres processos fisiològics i del desenvolupament vegetatiu i reproductiu d'Arabidopsis thaliana.
The work presented in this thesis describes the identification and characterization of 5 genes (COPT1-5) encoding putative Ctr-like Arabidopsis copper transporters. The first chapter encompasses a theoretical comparison of the COPT protein sequences, a functional study in a heterologous system and a preliminary expression and copper-regulation pattern analysis. COPT1 and COPT2 restore with high efficiency the growth of a yeast strain deficient in high affinity copper uptake and both genes are downregulated by exposure of leaves to copper treatment. COPT3 and COPT5 poorly substitute for their yeast counterparts and do not respond to copper treatment. Based on these results, a model for the cellular function of the COPT family members is proposed. The second chapter describes the generation and analysis of transgenic plants expressing a GUS reporter gene under the control of the COPT1 promoter. GUS specific staining is specifically detected in embryos, cotyledons, root tips, tricomes, guard cells and pollen grains. The last chapter describes the generation and phenotypical analysis of Arabidopsis transgenic plants overexpressing and silencing the COPT1 gene. Overexpression of COPT1 causes enhanced copper sensitivity and constitutive activation of the metallothionein gene MT1a. Overexpressing the complementary sequence of COPT1 produces a reduction in copper absorption, enhanced sensitivity to copper deficiency, increased root length and abnormalities in the pollen exine layer. Overall, the results presented here describe for the first time the expression of a copper transporter in the roots of a higher plant and indicate the participation of COPT1 in copper uptake and other physiological and developmental processes of Arabidopsis thaliana
Transportadors de coure; Arabidopsis thaliana
577 - Material bases of life. Biochemistry. Molecular biology. Biophysics
Biológicas
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
