Las células vegetales están en constante comunicación entre sí para coordinar su desarrollo y sus respuestas a los factores ambientales. En condiciones de estrés, esta comunicación permite a las células vegetales ajustar su actividad y desarrollo.
Las células vegetales están en constante comunicación entre sí para coordinar su desarrollo y sus respuestas a los factores ambientales. En condiciones de estrés, esta comunicación permite a las células vegetales ajustar su actividad y desarrollo.Esto se debe a la actividad de la señalización intercelular, que incluye varios componentes.
En el desarrollo vegetal, la señalización de célula a célula la proporcionan las hormonas de señalización móvil. También el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), el óxido nítrico (NO) o el sulfuro de hidrógeno (H₂S), así como varios factores de transcripción y pequeños ARN. Los nutrientes minerales, incluidos los macro y micronutrientes, son factores cruciales para el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Ahora se reconocen como moléculas de señalización potenciales.
El objetivo de este artículo es evaluar el papel de los nutrientes como componentes de señalización. Se hace especial hincapié en los mecanismos de respuesta a las condiciones de estrés de las plantas.
En su hábitat natural, las plantas están expuestas a numerosas tensiones ambientales, como la salinidad del suelo, las deficiencias de nutrientes, la sequía, las temperaturas extremas y los metales pesados. Como las plantas no pueden desplazarse, hay que dotarlas de estrategias adecuadas para combatir y soportar estas condiciones adversas. La capacidad de una especie vegetal para sobrevivir en condiciones climáticas adversas depende de su capacidad para dar una respuesta rápida. También debe contrarrestar inmediatamente los efectos perjudiciales del estrés. Se sabe que el estrés abiótico está causado por una variedad de estímulos que son percibidos por diferentes moléculas de señalización. Estas incluyen: 1 – peróxido de hidrógeno (H₂O₂). 2 – óxido nítrico (NO). 3 – sulfuro de hidrógeno (H₂S). 4 – melatonina o fitohormonas.Todas ellas constituyen una respuesta temprana a los desafíos medioambientales.
Las plantas pueden sentir y percibir en cualquier fase de desarrollo cualquier señal generada por cualquier factor de estrés abiótico. Esta señal a menudo se transmite dentro del citosol (el contenido líquido de la célula). Esto conduce a un aumento de la expresión génica y la síntesis de proteínas. Así, las plantas activan mecanismos tempranos de señalización del estrés en cuestión de segundos u horas para crear tolerancia al estrés.
En la respuesta de una planta al estrés intervienen tres etapas principales:
-percepción de las condiciones ambientales adversas (señales extracelulares),
-transmisión de señales
-y, por último, la formación de una respuesta adecuada.
De hecho, el estrés se detecta en varios orgánulos celulares. A continuación, se producen varios eventos de señalización en los que intervienen mensajeros secundarios y proteínas reguladoras. Entre ellas se encuentran las proteínas quinasas. En respuesta a estímulos externos, se activa una cascada de fosforilación que altera la transcripción génica y conduce a la síntesis o modificación de proteínas clave frente al estrés.
Se han realizado numerosos estudios para investigar la respuesta de las plantas a las deficiencias de macro o micronutrientes.
Los resultados han mostrado cambios en los parámetros de crecimiento. También han evidenciado la inducción de mecanismos implicados en la producción de cada elemento específico. En general, estos mecanismos incluyen la regulación de los flujos de nutrientes a través de la membrana plasmática. También incluyen la interacción entre las hormonas H₂O₂ y NO. Por último, su implicación en la transmisión de señales de estrés abiótico en plantas ha recibido menos atención, con la excepción del elemento calcio.
De hecho, la señalización del calcio sigue siendo el ejemplo más conocido. Sólo unos pocos estudios han indicado que, además de la nutrición de las plantas, los macro y micronutrientes pueden actuar como señales para activar las respuestas de las plantas al estrés abiótico. Este doble papel de los nutrientes se explica por su capacidad para actuar como interruptor principal del metabolismo de las plantas en condiciones ambientales adversas. Esto ocurre en condiciones ambientales adversas. Los cambios en la concentración de ciertos elementos, como Ca²⁺, K⁺, N y otros, provocan ajustes en el metabolismo celular. Esto afecta a la expresión de muchos genes y a la actividad de muchas enzimas. Como resultado, las células vegetales pueden redirigir grandes cantidades de energía a reacciones defensivas.
De hecho, bajo estrés abiótico, la capacidad y eficacia de una planta para establecer o activar múltiples redes metabólicas es un factor determinante de su aclimatación y supervivencia al estrés. Esta respuesta adaptativa implica la comunicación entre la raíz y el brote. También entre el brote y la raíz, a través de diversas moléculas de señalización a larga distancia. Estas incluyen nutrientes, hormonas, asimilados y péptidos. Por ejemplo, las raíces expuestas a la sal inician una onda sistémica a larga distancia. Esta se produce aumentando el Ca²⁺ citosólico a través de la entodermis (la capa interna de células de la raíz y algunos tallos que rodean el haz vascular). También a través de la corteza. Esto provoca que el brote sobreexprese los genes SOS1 (sensible a la sal 1), SOS2 y CBL (proteína similar a la calcineurina B).
Así, los nutrientes minerales deben añadirse a la lista de las moléculas de señalización más comunes. Entre estas se encuentran las hormonas, el NO, el H₂S o el H₂O₂. Debido a su doble función, nutrición vegetal y señalización bajo estrés biótico y abiótico, los nutrientes son de gran importancia en la biología vegetal.
