01/Ago/05

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Se devela el misterio de cómo crecen las plantas

Después de más de un siglo de saber de su existencia, y de décadas de conocer su función, la ciencia finalmente ha descifrado el mecanismo de acción de un grupo de hormonas vegetales: las auxinas.

(FCEyN).Fueron las primeras hormonas descubiertas en vegetales. Algunas de las experiencias iniciales sobre estas sustancias reguladoras del crecimiento fueron llevadas a cabo por Charles Darwin y su hijo Francis, y fueron dadas a conocer en el libro The Power of Movement in Plants ("La capacidad del movimiento en las plantas"), publicado en 1881.

Pero fue recién en 1926 cuando el holandés Frits Went pudo demostrar efectivamente su existencia, mediante un sencillo experimento: cortó la punta del tallo a varias plántulas de avena recién brotadas del suelo y observó que, después del corte, se interrumpía su crecimiento. Luego, colocó los ápices cortados sobre láminas de agar (un gel nutritivo), y aguardó una hora. Finalmente, comprobó que si colocaba en la punta de las plantas decapitadas un fragmento del agar que había estado en contacto con los ápices cortados, se reanudaba su desarrollo. Así, concluyó que en la punta de las plántulas de avena existía una sustancia que había difundido hacia el agar, y que era la responsable del crecimiento del vegetal.

La estructura química de la primera auxina fue develada en la década de 1930, y corresponde al ácido 3-indolacético, comúnmente llamado ácido indolacético o AIA.

Se sabe

El nombre auxina —que proviene del griego, y significa "crecer"— es dado a un grupo de compuestos que regulan tanto la división como el crecimiento y la diferenciación celular. El AIA es la forma natural predominante pero, también, existe una gran cantidad de auxinas sintéticas de amplia aplicación en la agricultura.

Se las clasifica como fitohormonas (hormonas vegetales) pues, de manera similar a lo que ocurre con sus homónimas del reino animal, son sustancias orgánicas producidas en determinadas partes de la planta, que "viajan" hacia otra región del vegetal donde, a muy bajas concentraciones, provocan una respuesta fisiológica. Desde hace tiempo se sabe que las auxinas están involucradas en procesos muy importantes, tales como la elongación celular, el crecimiento de los tallos, la formación de raíces, la floración, el desarrollo del fruto, la caída de las hojas, y el envejecimiento, entre otros. También desde hace tiempo, se conoce cómo y dónde se producen estas sustancias, de qué manera se transportan a través de la planta, y cómo entran en las células para cumplir su función.

Pero lo que hasta ahora no se había determinado con precisión es qué hacen las auxinas en el interior celular para provocar sus variados efectos fisiológicos.

Por fin se supo

Que la respuesta a este interrogante se esperaba desde hace mucho tiempo, no cabe duda, si se considera el hecho de que en una misma edición de Nature, una de las más prestigiosas revistas científicas, se publican simultáneamente dos trabajos en los cuales se contesta a la pregunta centenaria sobre el mecanismo de acción de las auxinas. Por un lado, investigadores de la estadounidense Universidad de Indiana y, por el otro, expertos de Inglaterra y de Suecia, proponen una misma explicación para al fenómeno.

Los científicos han descubierto que la auxina penetra en el núcleo celular y, una vez allí, se une a una proteína (TIR1) que forma parte de un complejo mayor llamado SCF(TIR1). Ahora unidas, ambas moléculas se unen a su vez a una tercera proteína —cuya función es reprimir la expresión de un grupo particular de genes relacionados con el crecimiento— y la destruyen. De esta manera, la unión de la auxina al complejo SCF(TIR1) hace que esos genes puedan expresarse y, en consecuencia, que se estimule el crecimiento celular.

Lo que queda por saber

El hallazgo de un nuevo tipo de receptor de auxinas (hasta ahora se conocía otra proteína llamada ABP1 que también se une a estos reguladores del crecimiento pero con funciones poco claras) no sólo abre el camino a futuros estudios en fisiología vegetal. "También podría ayudar a entender mecanismos de acción de proteínas relacionadas en animales e, incluso, en humanos", explica Mercedes Rivero Pérez, investigadora del Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de esta Facultad.

Por otro lado, y considerando que las auxinas tienen múltiples aplicaciones en agricultura, "haber desentrañado su mecanismo de acción haría posible diseñar moléculas sintéticas más eficientes que las que se utilizan actualmente", añade Rivero.

"Debemos concluir, por tanto, que cuando las plántulas son expuestas libremente a una luz lateral se transmite cierta influencia desde la parte superior a la parte inferior, que obliga a la planta a encorvarse", escribían en 1881 Charles Darwin y su hijo Francis, mientras estudiaban el efecto de la iluminación sobre el crecimiento de plántulas de alpiste. Entonces no podían imaginar que llevaría más de un siglo dilucidar el mecanismo molecular que provoca ese fenómeno.