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PUBLIC RELEASE DATE: 21 Octubre 2005

Importantes factores implicados en la síntesis del almidón en plantas

El modelo clsico que explicaba la biosntesis del almidn en las hojas de las plantas ha sido seriamente cuestionado. Si hasta ahora se crea que la biosntesis del almidn se produca nicamente en el cloroplasto, la biloga Nora Alonso Casajs ha presentado evidencias en su tesis doctoral de que la mayor parte de la molcula precursora de la sntesis del almidn, denominada ADPG, se acumula en el citosol de las plantas. Este hallazgo supone un gran avance en la carrera hacia la obtencin de variedades hortcolas productoras de grandes cantidades de almidn, una sustancia cuya produccin anual se sita en torno a las mil millones de toneladas y que se ha convertido en una materia prima esencial en mltiples sectores de la industria moderna, como los biocombustibles o los plsticos biodegradables.

La tesis, titulada Factores implicados en la regulacin de la produccin de almidn y glucgeno en plantas y bacterias se ha defendido en el Instituto de Agrobiotecnologa de la Universidad Pblica de Navarra.

Biosntesis del almidn

Segn el modelo clsico de la biosntesis del almidn, la sacarosa y el almidn son los productos finales de dos rutas unidireccionales que tienen lugar en el citosol y en el cloroplasto respectivamente. Adems, este modelo asume que la ADPglucosa pirofosforilasa (AGP) es la nica enzima responsable de la biosntesis del precursor del almidn, el ADPglucosa (ADPG). Durante los ltimos aos han aparecido numerosas evidencias que sugieren la implicacin de otra enzima, la sacarosa sintasa (SuSy), en la produccin del ADPG citoslico necesario para la sntesis de almidn.

Para analizar cul de los dos modelos era el correcto, esta biloga determin la localizacin subcelular del ADPG ligado a la biosntesis del almidn, utilizando como herramienta plantas que superexpresan una ADPG hidrolasa bacteriana tanto en el citosol como en el cloroplasto.

Los resultados de la investigacin han permitido concluir que, contrariamente a lo propuesto por el modelo clsico, la mayor parte del ADPG ligado a la biosntesis del almidn se acumula en el citosol. Esta localizacin citoslica del ADPG sugiere, adems, que la enzima responsable de la biosntesis del ADPG no es la AGP plastidial, sino la sacarosa sintasa. Por este motivo, la investigadora procedi a construir y caracterizar plantas que superexpresan SuSy.

Su investigacin ha permitido concluir, en primer lugar, que el ADPG producido por SuSy est ligado a la biosntesis del almidn; en segundo lugar, que SuSy ejerce un importante control en el proceso de biosntesis del almidn y, en tercer lugar, que es SuSy y no la AGP la que cataliza la produccin del ADPG que se acumula en las hojas.

El glucgeno en las bacterias

Si el almidn es la principal forma de reserva de energa en plantas, el glucgeno constituye la forma esencial en que las bacterias acumulan la energa. Sin embargo, segn Nora Alonso, "la informacin sobre la posible implicacin del glucgeno en mltiples procesos metablicos es escasa y permanece fragmentada", por lo que una parte de la tesis se ha dedicado estudiar como se produce la degradacin del glucgeno bacteriano y la funcin biolgica de este poliglucano. As, se ha demostrado que el glucgeno acta como "un carbon capacitor que contribuye a preservar la homeostasis osmtica de la bacteria".

La posible implicacin de la glucgeno fosforilasa (GlgP) en la degradacin del glucgeno se ha basado hasta ahora en evidencias indirectas de tipo bioqumico, ya que nunca se han construido y caracterizado bacterias con niveles alterados de GlgP. Sin embargo, en este trabajo de tesis, la produccin y caracterizacin de bacterias con niveles alterados de GlgP ha permitido demostrar que este enzima juega un papel fundamental tanto en la degradacin del glucgeno como en la produccin de precursores para la sntesis de maltodextrinas.

Adems, Nora Alonso ha concluido que el control que GlgP ejerce sobre la degradacin del glucgeno y la biosntesis de maltodextrinas difiere notablemente entre diferentes cepas de E. coli. Por ltimo, Nora Alonso ha demostrado que GlgP acta durante el proceso de acumulacin del glucgeno.