El calci

EL CALCI COM A SEGON MISSATGER EN PLANTES

Elisabet Bertrán
Maria Corujo
Novembre 2009

ÍNDEX
Pàgina
I. INTRODUCCIÓ
II. MÈTODES DE MESURA DEL CALCI
III. EL CALCI A NIVELL CEL·LULAR
III.1. HOMEÒSTASIDEL CALCI
III.2. CANALS DE CALCI
IV. PROTEÏNES RECEPTORES DEL CALCI
V. LA CASCADA DEL CALCI
VI. LA FIRMA DEL CALCI
VII. PROCESSOS ON INTERVÈ EL CALCI
VIII. ANNEXES
IX. BIBLIOGRAFIA

I. INTRODUCCIÓ

El calci és un nutrient essencial per les plantes, com a catió divalent és requerit per a:
- Funcions estructurals a la paret cel·lular i a les membranes.
- Com a“counter-cation” per anions orgànics i inorgànics al vacúol.
- Com a segon missatger intracel·lular en el citosol.

La manca de calci es rara a la natura però un excés de Ca2+ restringeix comunitats de plantes en sòls calcaris. El calci és captat per les arrels i distribuït per tota la planta a través del xilema. El calci entra a les cèl·lules de la planta a través de canals iònics permeables alcalci que es troben a les membranes plasmàtiques. (PHILIP J. WHITE*,1 and MARTIN R. BROADLEY)

Figura 1. El calci com a segon missatger interactua amb d’altres proteïnes per produir una resposta.

Totes les cèl·lules vives utilitzen una sèrie de vies de transducció de senyals per dur a terme el creixement i desenvolupament, per obtenir nutrients, per controlar el seu metabolisme i perconviure amb l'ambient. Un repte pels biòlegs és el d'entendre com funcionen totes aquestes vies de senyalització. Per simplicitat, les vies de senyalització han estat estudiades de manera aïllada amb experiments que intenten explicar una sola via de senyalització de manera que donada una senyal o “input” es produeix una resposta o “output”. De totes maneres les cèl·lules no són simples i per unestímul concret, la resposta que obtenen és probablement el resultat d’una complexa interacció entre múltiples vies. Es creu que aquesta complexa interacció entre les vies ha evolucionat com un mecanisme que permet que un petit nombre de missatgers puguin ajudar a la planta a processar un molt més ampli conjunt d’estímuls potencials.
En cèl·lules vegetals, la llista de segons missatgers utilitzada envies de senyalització inclou: el calci, els lípids, el pH i el GMP cíclic. No obstant això, cap segon missatger ha demostrat respondre a més estímuls que el calci lliure del citosol.

Els coneixements sobre com detectar el calci lliure del citosol han anat sempre molt lligats al desenvolupament de les tècniques de mesura d'aquest ja que sense unes bones tècniques de mesura no és possiblequantificar-lo. (Dale Sanders,a,1 Colin Brownlee,b and Jeffrey F. Harper; Comunicating with calcium)
II. MÈTODES DE MESURA DEL CALCI

- Mètodes de mesura directe.
o Mètodes no proteics
Les tècniques tradicionals de mesura del calci s’han basat amb la microinjecció d’indicadors
sensibles al Ca2+ que donen color. Es basen en la injecció d’uns microelectrodes (d’uns 0.68 mm dediàmetre) a les cèl·lules a estudiar. Aquests microelectrodes de vidre porten una solució amb una barreja d’algun fluoròfor (com el Indo-1 o Fura-2), ionòfors de calci i un tampó, entre d’altres coses. Un cop s’ha microinjectat la solució es treu el microelectrode. Al cap d’un temps es pot observar la fluorescència emesa per els fluoròfors mitjançant un microscopi d’epifluorescència. Mitjançant unsdetectors i les correccions adequades es pot quantificar la fluorescència i establir la correlació amb la concentració de calci. (Visualizing Changes in Cytosolic-Free Ca2+ during the Response of Stomatal Guard Cells to Abscisic Acid Martin R. McAinsh,’ Colin Brownlee,* and Alistair M. Hetherington3).
Aquest mètode es basa en el fet que l’espectre d’excitació (o emissió) dels fluoròfors...