El papel del ion calcio y la autofagia en la regulación del hidrotropismo en raíces: el caso de Arabidopsis thaliana

Abstract

Las plantas son organismos sésiles con diferentes mecanismos que intervienen durante la escasez de agua. Uno de ellos es el hidrotropismo que consiste en la modificación del crecimiento y movimiento de la raíz hacia zonas donde hay más agua. Este movimiento es fundamental para la supervivencia de la planta. Otro mecanismo es la autofagia descrita no sólo como una defensa ante la sequía sino también como un proceso catabólico conservado en la mayoría de las células eucariotas, a través del cual se transporta material citoplasmático no deseado o disfuncional a la vacuola de las células vegetales para su degradación y reciclamiento. En la respuesta hidrotrópica, se presenta una acumulación de autofagosomas y H2O2 en la zona de curvatura de la raíz. Por esto la autofagia reduce el estrés oxidativo causado por el estrés hídrico durante el hidrotropismo. El ion calcio (Ca2+) es un segundo mensajero que regula las reacciones al estrés. Cuando la célula percibe un estímulo como la escasez de agua, hay un aumento transitorio o sostenido de la concentración de Ca2+ en el citosol que desencadena procesos celulares temporales al ser detectado por las proteínas fijadoras de Ca2+ como la calmodulina, ubicada en la membrana plasmática y en la membrana de los organelos celulares. La curvatura de la raíz durante el hidrotropismo depende de la acumulación de Ca2+ en el citosol mediante el bloqueo de la ATPasa de Ca2+ ECA1 por la proteína MIZ1. Además, la proteína similar a la calmodulina 24, (CML24), potencialmente se une al Ca2+ en respuesta al estrés abiótico, y al interaccionar con la proteína ATG4 de la autofagia, se puede afectar su progreso. En este trabajo se realizó una revisión de los conceptos básicos del hidrotropismo, la autofagia y el flujo de Ca2+ con la intención de ampliar el conocimiento sobre la interacción de estos procesos y la defensa celular de Arabidopsis thaliana ante la escasez de agua.