100tificas: La división celular y la expresión de genes en plantas

Micrografía confocal mostrando la expresión de diferentes proteínas de manera fluorescentes en el tronco de un berro de Thale plántulas (Arabidopsis thaliana). La Arabidopsis fue la primer planta cuyo genoma completo ha sido secuenciado y es un modelo importante para estudiar la biología de las plantas. En el centro de la imagen se muestra una región de proliferación celular alta, que impulsa el crecimiento y la ramificación de la plántula.

La división celular es el proceso por el cual todas las células eucariotas (células que contienen un núcleo) pueden replicarse, produciendo dos células hijas idénticas a partir de una célula madre soltera. Este proceso se conoce como mitosis. La división celular es un evento crucial en el crecimiento y desarrollo, así como la evolución. Durante la división celular todo el material genético se duplica antes de ser dividido en dos núcleos nuevos, proceso que ocurre a veces con errores, causando mutaciones genéticas. Estas mutaciones pueden dar lugar a nuevas secuencias de codificación, que pueden alterar los genes y cambiar los comportamientos de la célula. Una mayor comprensión sobre el proceso implicado en la división celular puede proporcionar una mejor comprensión de cómo se producen algunas enfermedades celulares.

Investigando el crecimiento celular y la actividad genética en el tejido de cultivo de las plantas se puede ayudar a los científicos a comprender los cambios que se producen en las células y los tejidos a medida que se desarrollan. Esta técnica en particular permite a los científicos cuantificar los cambios en los genes por efecto del crecimiento de la célula, que puede ser medido en base al conteo célula por célula en el tejido vivo de la planta.

Estas plantas han sido modificados genéticamente para que las proteínas fluorescentes se asocien con los promotores de genes específicos (secuencias de ADN que actúan como "interruptores genéticos 'de iniciar la expresión de un gen). Así, cuando un promotor cambia un gen, una proteína fluorescente correspondiente se produce, lo que permite esta expresión de genes para ser visualizada. La fluorescencia de color verde marca el gen objeto de investigación, mientras que el rojo destaca un gen con un patrón de expresión conocida y por lo tanto actúa como una referencia. Las células que son de color amarillo indican que ambos genes se expresan. Una tercer proteína fluorescente se une a la membrana plasmática para delinear cada célula y marca claramente la división celular. Con el software de computadora, los científicos pueden hacer un seguimiento de los cambios relativos mediante la intensidad de color y así analizar qué parte de cada gen se expresa.

Fernán Federici, Universidad de Cambridge, y Lionel Dupuy, Instituto Escocés de Investigación de Cultivos

Fuente:Wellcome Image Awards