Las plantas desarrollan múltiples estrategias para modificar instrucciones genéticas

Investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis han descubierto cómo las plantas han desarrollado múltiples estrategias para modificar instrucciones genéticas. El estudio, dirigido por el profesor de biología Xuehua Zhong, se centra en la metilación del ADN. Se trata de un proceso que añade grupos metilo al ADN, regulando la activación o desactivación de genes e influyendo en características como la respuesta de las plantas a los cambios ambientales.

El equipo investigó dos enzimas específicas de plantas: CMT3 y CMT2. Ambas pertenecen a la familia de las cromometilasas (CMT) y son responsables de añadir grupos metilo al ADN.

CMT3 actúa sobre secuencias de ADN denominadas CHG, mientras que CMT2 actúa sobre secuencias CHH. A pesar de pertenecer a la misma familia, estas enzimas han evolucionado para realizar funciones diferentes.

Los investigadores descubrieron que, en algún momento de la evolución, CMT2 perdió la capacidad de metilar secuencias de CHG debido a la ausencia de un aminoácido específico, la arginina, que fue reemplazado por valina. Esta diferencia impide que CMT2 reconozca secuencias CHG, diferenciando su función de la de CMT3.

Comprender estas variaciones evolutivas puede ayudar a desarrollar técnicas para mejorar la resiliencia de las plantas al estrés ambiental, como el calor o la sequía. Al identificar con precisión cómo se regulan los genes, es posible innovar tecnologías para mejorar los cultivos agrícolas.

La investigación utilizó la planta modelo. Arabidopsis thaliana analizar las funciones de las enzimas CMT3 y CMT2. El descubrimiento de que la sustitución de un solo aminoácido puede alterar la función de una enzima pone de relieve la complejidad de los mecanismos evolutivos que permiten a las plantas adaptar sus respuestas genéticas a diferentes condiciones ambientales.

Más información se puede leer en doi.org/10.1126/sciadv.adr2222