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Familia de Genes de Catalasa en el Trigo Duro: Análisis a Nivel Genómico y Perfil de Expresión en Respuesta a Múltiples Condiciones de Estrés Abiótico

Autores: Ghorbel, Mouna; Zribi, Ikram; Besbes, Malek; Bouali, Nouha; Brini, Faiçal

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Familia de Genes de Catalasa en el Trigo Duro: Análisis a Nivel Genómico y Perfil de Expresión en Respuesta a Múltiples Condiciones de Estrés Abiótico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Catalasa
Genes
Estrés
Enzimas
ROS
Trigo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La catalasa (CAT) es una enzima antioxidante expresada por la familia de genes y existe en casi todos los organismos aerobios. De hecho, la enzima CAT modula los contenidos de peróxido de hidrógeno (HO) en las células al traducir este compuesto tóxico en agua (HO) y O para reducir los contenidos de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las células. Las ROS se producen como resultado de estresores ambientales bióticos y abióticos. Para evitar la toxicidad de las ROS, las plantas están armadas con diferentes sistemas enzimáticos y no enzimáticos para descomponer las ROS. Entre el sistema enzimático, las proteínas CAT están bien estudiadas. La CAT no solo controla el crecimiento y desarrollo en las plantas, sino que también está involucrada en la defensa de las plantas contra diferentes estreses. Hasta ahora, no se ha informado sobre la familia de genes en el trigo durum (ssp. L.). Por lo tanto, se realizó un análisis integral a nivel genómico para clasificar los genes en el genoma del trigo durum. Aquí, se identificaron seis genes. Basado en la filogenética, los genes pertenecen a tres grupos (Grupos I-III) que se explican por sus características estructurales comparables. Utilizando análisis bioinformáticos, encontramos que las estructuras secundaria y terciaria estaban conservadas entre las plantas y presentan estructuras similares entre las CATs de trigo durum. También están presentes dos dominios conservados (pfam00199 y pfam06628) en todas las proteínas identificadas, que tienen diferentes localizaciones subcelulares: peroxisoma y mitocondria. Al analizar sus promotores, se identificaron diferentes elementos cis, como elementos de respuesta correlacionados con hormonas y elementos de respuesta relacionados con el estrés. Finalmente, estudiamos el patrón de expresión de dos genes de catalasa pertenecientes a dos subclases diferentes bajo diferentes estreses abióticos. El perfil de expresión reveló que TdCAT2 y TdCAT3 presentaron un patrón de expresión constitutivo. Además, ambos genes se inducen en respuesta a sal, manitol, frío, calor y ABA. Así, especulamos que esos genes se activan por diferentes estreses, como deficiencia de oxígeno, luz, frío, ácido abscísico y jasmonato de metilo. Además, este estudio ayudará a comprender el comportamiento de los genes durante el estrés ambiental en el trigo durum y en las especies en general.

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