Regulación epigenética asociada a metabolismos fotosintéticos C3, C4 y CAM

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Torres Aguilar, David Alejandro
Calderón Castro, Laura

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Resumen

Photosynthesis allows the existence of food webs and in turn the subsistence of life on earth. Among vascular plants, three carbon fixation pathways have emerged: C3, C4 and CAM; they can maintain a single metabolism throughout their lives (constitutive), or they can modulate between two metabolisms depending on the conditions to which they are exposed (facultative). It has been found that all vascular plants possess the genetic information necessary to have any of the metabolisms; in addition, the C4 and CAM metabolisms largely avoid photorespiration and allow greater resistance to warm temperatures. Because of this, these plants can be a study model for developing foods resistant to climate change. For this reason, studies have been conducted focused on the regulation of essential genes of each metabolism, including those focused on a probable epigenetic regulation, which refers to various mechanisms of gene regulation that do not affect their sequence and that are mitotically and/or meiotically heritable. Taking into account the above definition, a literature review of articles associating epigenetics with the regulation of C3, C4 and CAM metabolisms, both constitutive and facultative, is carried out in this paper. In addition, we hypothesize about approaches for future studies where epigenetic regulation is likely to exist, especially in the transition between metabolisms in facultative plants and in tissue development in C4 and CAM plants.

Descripción

La fotosíntesis permite la existencia de redes tróficas y a su vez la subsistencia de la vida en la tierra. Entre las plantas vasculares han surgido tres vías de fijación de carbono: C3, C4 y CAM; éstas pueden mantener un solo metabolismo a lo largo de toda su vida (constitutivas), o pueden modular entre dos metabolismos según las condiciones a las que se exponen (facultativas). Se ha encontrado que todas las plantas vasculares poseen la información genética necesaria para disponer de cualquiera de los metabolismos, además de ello, los metabolismos C4 y CAM evitan en gran medida la fotorrespiración y permiten mayor resistencia a temperaturas cálidas. Debido a ello, estas plantas pueden ser modelo de estudio para desarrollar alimentos resistentes al cambio climatico. Por ese motivo, se han realizado estudios enfocados en la regulación de genes esenciales de cada metabolismo, entre éstos, destacan aquellos enfocados en una probable regulación epigénetica, la cual se refiere a diversos mecanismos de regulación de genes que no afectan su secuencia y que son heredables mitótica y/o meióticamente. Teniendo en cuenta la anterior definición, en este documento se realiza una revisión bibliografía de artículos que asocien la epigenética con la regulación de metabolismos C3, C4 y CAM, tanto constitutivos como facultativos. Además, se hipotetiza acerca de enfoques para futuros estudios donde probablemente exista una regulación epigenética, especialmente en la transición entre metabolismos en plantas facultativas y en el desarrollo de tejidos en plantas C4 y CAM.

Palabras clave

Fotosíntesis, Epigenética, C3, C4, CAM

Materias

Licenciatura en Biología - Tesis y disertaciones académicas , Fisiología vegetal , Fotosíntesis , Metabolismo vegetal , Nutrición de las plantas

Citación