Como é que os aminoácidos são transportados nas plantas
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As plantas produzem todos os aminoácidos essenciais à vida humana. Isto ocorre normalmente em organelos celulares especializados, os chamados plastídeos. Uma equipa de investigação liderada pela Universidade Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) descodificou agora o mecanismo através do qual as plantas distribuem estes aminoácidos dentro dos seus organismos. Na revista científica Nature Plants, os investigadores descrevem o mecanismo e a classe de proteínas de transporte utilizadas para este processo. As descobertas podem contribuir potencialmente para a criação de plantas cultivadas com um teor mais elevado de aminoácidos essenciais e, por conseguinte, com uma melhor qualidade nutricional.
As proteínas - os blocos de construção fundamentais de todos os organismos - são moléculas grandes, constituídas por muitos dos chamados aminoácidos. Os seres humanos podem produzir alguns destes aminoácidos por si próprios, mas outros - os "aminoácidos essenciais" - devem ser obtidos a partir dos alimentos. As plantas sintetizam elas próprias todos os 20 aminoácidos "proteinogénicos" - de que são constituídas as proteínas -, o que faz das plantas o fornecedor ideal de aminoácidos para a dieta humana.
No entanto, as plantas não produzem os aminoácidos em todas as áreas. Nove destas moléculas, incluindo importantes blocos de construção como a lisina e a arginina, são produzidas apenas nos plastídeos. Os "cloroplastos", nos quais se realiza a fotossíntese, são também plastídeos. Até agora, não se sabia como é que os aminoácidos eram transportados dos plastídeos para outras partes da planta.
O grupo de investigação liderado pelo Professor Dr. Andreas P. M. Weber do Instituto de Bioquímica de Plantas da HHU atribuiu agora a função de transporte de aminoácidos através das membranas dos cloroplastos a uma classe de proteínas de transporte denominada RETICULATA1 (abreviadamente: RE1). Isto permite-lhes serem trocados dentro da planta.
O Professor Weber, autor correspondente do estudo, que foi agora publicado na Nature Plants: "A função molecular do RE1 foi um mistério durante décadas, apesar de se saber que as mutações neste gene causam formas foliares conspícuas na planta-modelo Arabidopsis thaliana (agrião-da-índia). Mostramos agora que o RE1 é um transportador especializado para aminoácidos básicos como a arginina, a citrulina, a ornitina e a lisina."
As plantas que não possuem o RE1 não só têm uma forma caraterística de folha "reticulada", como também contêm apenas pequenas quantidades de aminoácidos básicos nas suas folhas e cloroplastos. A autora principal, Dra. Franziska Kuhnert: "Isto indica uma distribuição de aminoácidos perturbada na planta. A perda total de RE1 e do seu parente mais próximo RER1 (RETICULATA-RELATED1) é mesmo letal para a planta, o que sublinha o papel essencial destas proteínas."
A equipa de investigação conseguiu também demonstrar que a perda de RE1 reduz a biossíntese de aminoácidos básicos e prejudica o equilíbrio dos pools de aminoácidos entre os plastídeos e o citosol - o fluido no interior das células.
Kuhnert: "RE1 e as proteínas relacionadas encontram-se exclusivamente em organismos que contêm plastídeos. Uma vez que todas as plantas e algas fotossintéticas possuem proteínas RE, estas proteínas devem ser antigas em termos evolutivos e ter origem numa era em que os plastídeos se formaram através da "endossimbiose" - a absorção de células previamente independentes por outras células. A RE1 pode ter dado um contributo importante para este desenvolvimento evolutivo das plantas."
"Os nossos resultados fornecem informações cruciais sobre a complexa ligação entre o transporte de aminoácidos para os plastídeos e o desenvolvimento das folhas, bem como a distribuição de nutrientes nas plantas", resume Weber, acrescentando: "A descoberta abre novas perspectivas para o melhoramento vegetal e permite o desenvolvimento de culturas com um teor mais elevado de aminoácidos essenciais. Isto pode contribuir para a segurança alimentar global".
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