4.1 Mecanismos moleculares involucrados en la adapta-cion de las plantas al deficit de agua.

4.2 Las hormonas como reguladoras del balance hfdricoen plantas.

4.3 Caracterizacion estructural y funcional de protefnasinducidas por el estres hfdrico.

4.4 Estudio de la regulacion de la expresion genetica du-rante el est res hfdrico.

4.5 Caracterizaci6n de genes inducidos por acido absclsi-co en cultivo de ceIulas en suspensi6n de frijol.

4.6 Caracterizaci6n molecular del plasmido mitocondrialde malz pZm2.3.

4.7 Cultivo de tejidos vegetales.4.8 Caracterizaci6n de una mutante albina de Arabidopsis

thaliana obtenida por inserci6n de un T-DNA.4.9 La respuesta de las rakes al medio ambiente: el papel

de la cofia en Zea mays y Arabidopsis thaliana.4.10 La levadura como un modelo para el aislamiento de

genes involucrados en la respuesta de la planta a estressalina y osm6tico.

4.11 Analisis genetico-molecular de la inducci6n de la ter-motolerancia en levaduras y plantas superiores.

Programa 4.1 Mecanismos moleculares involucrados en laadaptaci6n de las plantas al deficit de agua.

Los organismos vivos responden a los cambios en el me-dio ambiente de formas diversas. Las plantas por tener ca-racterfsticas especiales como pueden ser, entre otras, la faltade movimiento y sus estrategias de crecimiento y desarro-llo, presentan particularidades en sus respuestas que las ha-cen diferentes, de manera global, alas ya descritas paraotros organismos vivos. Por otro lado, desde el nacimientode la agricultura, el hombre ha buscado diferentes formaspara la obtenci6n de variedades vegetales que puedan con-tender contra los cambios en el medio ambiente que provo-can importantes perdidas en los cultivos.

Por 10 arriba mencionado resulta interesante el conocercon mayor profundidad los mecanismos de los que se valenlos vegetales para adaptarse a los cambios ambientales.

Hemos dirigido nuestros esfuerzos a entender c6mo lasplantas responden al deficit de agua, ya que los mecanismosnecesarios para lograr el balance de agua adecuado debenparticipar en un gran numero de procesos biol6gicos, aSlcomo en la respuesta a otras condiciones de estres como se-rfa el calor, el frIo y la osmolaridad (salinidad).

Para el estudio de esteproblema biol6gico elegimos dosplantas dicotiled6neas como modelos experimentales, Pha-seolus vulgaris y Arabidopsis thaliana. La primera tienegran importancia agrfcola en nuestro pafs, y sus cultivos seyen afectados drasticamente por los periodos de sequfa. Lasegunda es una planta que, aunque carece de importanciaagrfcola, presenta ventajas notables como modelo experi-mental.

Estamos interesados de manera primordial en los meca-nismos moleculares involucrados en esta respuesta; sin em-bafgo, trataremos de enmarcarlos dentro de alg6n procesofisio16gico que nos permita integrarlos alas funciones ce-lulares.

El objetivo general de este programa es el conocer losmecanismos moleculares que controlan la respuesta de laplanta al deficit de agua. Dado que este es un fen6menocomplejo nuestro enfoque analiza aquel tipo de respuestasque involucran la sfntesis de protefnas de novo y cuya regu-laci6n de alguna manera depende de ciertas hormonas ve-getales conocidas como 10 son el acido absdsico (ABA)y elacido jasm6nico (AJ).

Caracterizaci6n fisio16gica y bioqufmica de la respuestaal deficit de agua en frijoi.R. Mendieta y A. Covarrubias1991/I1DBMP

Cambios en la composici6n de la pared celular vegetaldurante el deficit de agua.M. Hernandez y M. Camacho, A. Covarrubias1991/I1DBMP

Aislamiento y caracterizaci6n de genes espedficos queparticipan en la respuesta al deficit de agua en frijoi.A. Covarrubias, J.P. Legaria, R.M. So16rzano1991/I1DBMP

Aislamiento y caracterizacion de genes para protefnas depared celular de P. vulgaris.B. Garda y A.A. Covarrubias1992/P/DBMP

Programa 4.2- Las hormonas como reguladoras del balan-ce hfdrico en plantas.

Los niveles de ABA se elevan en respuesta al deficit deagua 10 cual tiene como consecuencia el cerrado de los es-tomas evitando de esta manera que la planta siga perdiendoagua por transpiracion. Multiples observaciones sugierenque el ABA tambien pudiera participar en la regulacion os-motica de la ceIula vegetal. Es de nuestro interes el enten-der la funcion del ABAcomo un mediador celular de ciertosmecanismos inducidos por el deficit de agua.

Caracterizacion de genes involucrados en la respuesta aABA en frijol.R.M. Solorzano, A. Gardarrubia y A. Covarrubias1991/I1DBMP

Estudios sobre el papel de acido absdsico en la germina-cion de A. thaliana.J.P. Legaria, A.A. Covarrubias y A. Garciarrubio1991/P/DBMP

Programa 4.3 Caracterizacion estructural y funcional deprotefnas inducidas por el estres hfdrico.

Entre las estrategias adaptativas de las plantas a la sequfa,las plantas de "resurreccion" representan un caso unico yaque toleran una deshidratacion severa, al igual que los em-briones de la semillas.

Se ha encontrado un grupo de protefnas inducidas duran-te la sequfa en hojas y en callos de la planta de resurrecci6nafricana Craterostigma plantagineum. Las clonas de cDNAque corresponden a la mayorfa de estas protefnas, han sideaisladas por hibridizaci6n diferencial. La secuencia del DNAde algunos de estos genes revela que codifican para protef-nas de posible funci6n osmoprotectora. Recientemente algu-nos de estos genes han sido transferidos a tabaco para estu-diar el efecto fisio16gico de estas protefnas al ser expresadasen plantas sensibles a la sequfa. Asimismo, se han localizadoalgunas de las protefnas inducidas durante la cequfa en Cra-terostigma, por medio del microscopic electr6nico, en elcitosol y en el estroma y los tilacoides de los cloroplastos.

Por otro lado, se sabe que los microorganismos, algunosinvertebrados y plantas que sobreviven a la sequfa se acu-mulan solutos compatibles con el metabolismo como res-puesta a la desecaci6n ejerciendo un efecto osmoregulador.En las plantas de "resurrecci6n" los osmoreguladores masconocidos son sacarosa que se acumula en C. plantagi-neum, y trehalosa presente en la planta nativa de Mexico Selaginella lepidophylla. Este disacirido tiene ademas unafunci6n como protector de estructuras subcelulares. Enotras plantas de tolerancia, moderada a la sequfa 0 salinidadse acumula prolina 0 glicfn-betafna en respuesta al estres os-m6tico. Por ultimo, se ha encontrado que en las semillas dealgunos cereales los embriones maduros acumulan poliolescomo parte del mecanismo molecular para mantener via-bles alas semillas durante la latencia.

Caracterizaci6n de la sei'ial de trans porte al cloroplastoen la protefna 3-06 de Craterostigma.A. Cartagena y G. lturriaga1991/I1DBMP

Aislamiento del gen de la Frehalosa -6-p sintasa de Selagi-nella lepidophylla.

R. Zentella y G. Iturriaga1993/PIDBMP

Obtenci6n de la dona de cDNA que codifica para la be-fain aldehfdo deshidrogenasa de Amaranthus hypochon-driacus.R. Mendieta y G. Iturriaga1993/PIDBMP

Sobreexpresi6n de la aldosa reductasa de cebada enplantas transgenicas.J.W. Ayala y G. Iturriaga1993/P/DBMP

Mutagenesis de protoplastos de tabaco con T-DNA parala selecci6n de mutantes que toleren el estres osm6tico.L.Martfnez, R. Gaxiola y G. Iturriaga1993/P/DBMP

Programa 4.4 Estudio de la regulaci6n de la expresi6n ge-netica durante el estres hfdrico.

EI mecanismo por el cual el estres hfdrico es transducidoen expresi6n genetica aun es desconocido. Los genes queresponden al estres sintetizando protefnas osmoprotectbrasdeben ser activados por factores de transcripci6n que coor-dinen la expresi6n simultanea de los genes durante la se-qufa. Como un primer paso en la disecci6n molecular de latransducci6n de la sefial del estres hfdrico, se decidi6 aislargenes que codifiquen para factores de transcripci6n de laplanta Craterostigma. En la actualidad, se estan caracteri-zando algunos de estos genes a nivel molecular.

Determinaci6n de la funci6n de los genes myb en Crate-rostigma.

1. Leyns, A. Marroqufn, A. Villegas y G. Iturriaga19911I/DBMP

Programa 4.5 Caracterizaci6n de genes inducidos por aci-do abscfsico en cultivo de celulas en suspensi6n, de frijol(Phaseolus vulgaris L).

La colonizaci6n por las plantas de varios nichos eco16gi-cos ha sido posibk gracias a la evoluci6n de mecanismospara contender con condiciones adversas. Estos mecanis-mos incluyen la activaci6n, en su mayor parte a niveltranscripcional, de genes cuyos productos intervienen en laprotecci6n de la planta mientras la situaci6n de estres per-dura, a la vez que ayudan a su recuperaci6n al reanudarselas condiciones favorables. Distintos grupos de genes sonactivados bajo diferentes condiciones de estres, sin embar-go, estos conjuntos estan, al menos parcialmente, traslapa-dos. Se ha reportado que los reguladores del crecimientovegetal Acido abscfsico (ABA)y Acido jasm6nico OA)me-dian la conversi6n de varios tipos. de estres en cambios enexpresi6n genetica en plantas. Los tratamientos de variasespecies vegetales con ABA6 ]A dan lugar a la aparici6n devarias protefnas comunes, par 10 que se cree que ambashormonas podrfan formar parte de la misma cadena detransmisi6n de la sefial de estres.

En nuestro grupo se ha iniciado la caracterizaci6n mole-cular de la respuesta de un cultivo de celulas en suspensi6nde frijol, Phaseolus vulgaris, a la acci6n de ABAy]A, asfcomo de la interrelaci6n que guardan estos compuestos enla cadena de sefiales desde que se produce el estres hastaque se dispara la expresi6n de los genes especfficos.

Cuando se afiade a un cultivo de celulas en suspensi6nde frijol (Phaseolus vulgaris) ABA 10-4 M, se induce clara-mente la acumulaci6n de cinco protefnas de 14, 22, 36, 60y 70 KD. Estas protefnas estan siendo caracterizadas. Porotra parte, se han construido genotecas de DNA comple-mentario a partir de RNAmensajero de cultivos inducidospor ]A 10-5 N 6 ABA 10-4. Mediante hibridaciones diferen-

ciales se han identificado varias donas espedficas de los tra-tamientos con las hormonas. Estas donas habran de ser ca-racterizadas ffsica y funcionalmente. Posteriormente, seaislaran donas genomicas correspondientes alas DNAc conel fin de estudiar la regulacion de la expresion geneticaen el mismo sistema de celulas en suspension, asf como enplantas transgenicas.

Caracterizacion y purificacion de las protefnas inducidaspor ABA y ]A en un cultivo de celulas en suspension, defrijol.L. Rodriguez, E. Santarosa, P. Leon y M. Rocha1991/I1DBMP

Obtencion y caracterizacion de donas de DNA ygenomicas de genes inducidos por ABA y ]A.M.]. Carmona, ].M. Colorado, B. Garda, P. Leon y M. Rocha1992/P/DBMP

Programa 4.6 Caracterizacion molecular del plasmido mi-tocondrial de mafz pZm2.3.

Una de las caracterfsticas distintivas de la mitocondria deplantas superiores, es la presencia de moleculas autoreplica-tivas de bajo peso molecular, a las que se conoce comoplasmidos mitocondriales. En el caso particular de la mito-condria d<:mafz se ha reportado la presencia de varios plas-midos. La estructura de estos plasmidos puede variar desdemoleculas circulares superenrolladas hasta lineales. Desdehace tiempo hemos estado interesados en la caracterizaciona nivel molecular de uno de estos plasmidos denominadopZm2.3, ya que a diferencia de otros plasmidos de la mito-condria de maiz, el pZm2.3 esta presente en todas las varie-dades de mafz que se han analizado hasta la fecha. Debido

a su amplia distribuci6n este plasmido es un fuerte candi-dato para codificar alguna funci6n indispensable en la mi-tocondria de mafz. La caracterizaci6n incial del pZm2.3demostr6 que es un plasmido de DNA que tiene una estruc-tura lineal, con un peso molecular de 2.3 kb Y que contieneprotefnas unidas covalentemente a sus extremos 5'.

Finalmente, en su secuencia nucleotfdica se encontr6 lapresencia del gen que codifica para el unico RNAde transfe-rencia del aminoacido tript6fano y se· indentific6 una fasede lectura abierta que podrfa codificar una protefna de alre-dedor de 30 kD. En este momenta nos encontramos involu-crados en el estudio de la fase de lectura abierta.

Este proyecto se realiza en colaboraci6n con la Dra. Vir-ginia Walbot de la Universidad de Stanford.

Identificaci6n de la protefna codificada por el ORFI delplasmido pZm2.3 mediante el uso de anticuerpos.P. Le6n, C. O'Brien, V. Walbot y M. Rocha1991/I/DBMP

Localizaci6n de la protefna en subfracciones celulares.P. Le6n, C. O'Brien, V. Walbot y M. Rocha1991/I/DBMP

Caracterizaci6n del inicio de la transcripci6n para el gende la ORFl.P. Le6n y M. Rocha1991/I/DBMP

Determinaci6n de la posible edici6n del mensajero parael gen de ORFI.P. Le6n y M. Rocha1991/I/DBMP

En la Ifnea de cultivo de tejidos vegetales, actualmente setrabaja en el cultivo in vitro de tejidos de frijol con los si-guientes objetivos:

a) Desarrollo de las tecnicas de micropropagaci6n deplantas de frijol a partir de puntas de tallo embrionarias ymeristemos aplicables con el fin de poder generar plantaslibres de virus, hongos y bacterias. Las expectativas de esteproyecto son las de obtener semillas con un mayor vigor decrecimiento y mayor productividad.

b) Regeneraci6n de frijol a partir de explantes de diferen-tes tejidos. Este proyecto prop one el desarrollo de una me-todologfa que permita regenerar plantas de frijol y que, ade-mis, permita el uso de Agrobacterium como vehfculo parala selecci6n y aislamiento de plantas transformadas en frijol.

Desarrollo de las tecnicas de micropropagaci6n y regene-raci6n de frijol by. negro jamapa.F. Flores y M. Lara19911I1DBMP

Evaluaci6n en campo de semillas de frijol procedentesde plantas regeneradas in vitro.F. Flores y M. Lara19911I1DBMP

Programa 4.8 Caracterizaci6n de una mutante albina deArabidopsis thaliana obtenida por inserci6n de un T-DNA.

Uno de los problemas para el analisis molecular de ungen mutante en organismos superiores es su aislamiento deuna manera sencilla. Esto se puede hacer f:kilmente si la

.mutaci6n es generada a traves de la inserci6n de un seg-mento de DNA bien caracterizado. En plantas se ha logradoesto ultimo usando elementos transponibles como AciDs

de mafz, 0 bien, el T-DNA del plasmido Ti de Agrobacte-rium tumefaciens.

Mediante este ultimo enfoque se gener6 una colecci6nde mutantes en Arabidopsis thaliana. Una de estas mutan-tes fue seleccionada por nuestro grupo para su estudio. Laplanta mutante presenta las siguientes caracterfsticas: llevauna mutaci6n recesiva que provoca un fenotipo albino,este fenotipo esta asociado a la presencia del T-DNA;en es-tudios de microscopfa se encontr6 que la mutaci6n impideel desarrollo normal del cloroplasto. Debido alas caracterfs-ticas mencionadas, pensamos que esta mutante es de graninteres para ayudar a comprender a nivel molecular el desa-rrollo del cloroplasto en plantas superiores, de ahf que,nuestro objetivo inicial sea el de caracterizar al gen cuyamutaci6n provoca el fenotipo albino, asf como el de tratarde identificar la fonci6n de la protefna para la cual codifica.

Usando como sonda un segmento del T-DNA sea clona-do el gen mutante a partir de una genoteca construida conDNA total de la planta mutante. Una vez caracterizada laclona conteniendo al gen mutante se aislaron varias clonasde DNA complementario (DNAc). Una de estas clonas hasido completamente secuenciada, parte de la clona mutanretambien fue secuenciada. En·la comparaci6n hecha con lassecuencias almacenadas en un banco, se encontr6 que la se-cuencia nucleotfdica de este gen, al cual hemos denomina-do 119, tenia un alto grado de similitud con un gen que seencontraba en un operon fotosintetico en la bacteria Rho-dobacter capsulatus. Datos obtenidos de experimentos dehibridaci6n contra RNAaislado de la planta silvestre y de laplanta albina, noshan permitido demostrar que no hay RNAmensajero espedfico de 119 en esta ultima. Ademas, hemosencontrado que la acumulaci6n del mensajero espedficoresponde a la presencia de luz. Utilizando diferentes sondascorrespondientes a igual numero de genes, tanto fotosinte-ticos como no fotosinteticos, hemos demostrado que en laplanta albina la expresi6rt de genes fotosinteticos se en-cuentra reprimida, esto ocurre tanto para genes nuclearescomo para cloroplasticos.

Por otro lado, se ha obtenido una clona gen6mica con la

cual se esta tratando de complementar a la planta mutante,con el fin de demostrar sin lugar a dudas que el fenotipo al-bino se debe a la mutaci6n en eI gen 119. Asimismo, conla ayuda de esta ultima e10na se lIevaran a cabo estudios deregulaci6n de la expresi6n genetica. Tambien se trataran deobtener anticuerpos contra eI producto de 119 que permi-tan localizar esta protefna a nivel subcelular. Este proyectose realiza en colaboraci6n con la Dra. Alejandra Mandel dela Universidad de California en San Diego y con el Dr. LuisHerrera Estrella del CINVESTAV-Irapuato.

Analisis del patr6n de apaflclOn de RNA mensajero delgen 119 en A. thaliana en respuesta a distintas condiciones decrecimiento y en relacion con distintos organos de la planta.G. Pedrero, P. Leon y M. Rocha19911P/DBMP

AnaIisis de la region de control del gen 119 en plantas trans-genicas.G. Pedrero, P. Leon y M. Rocha1992/PIDBMP

Localizacion subcelular del producto del gen 119.G. Pedrero, P. Leon y M. Rocha1992/P/DBMP

Complementacion de la planta mutante con el gen 119 sil-vestre.P. Leon, A. Mandel, L. Herrera-Estrella y M. Rocha1992/P/DBMP

Programa 4.9 La respuesta de las rakes al medio arnbien-te: el papel de la cofia en Zea mays Arabidopsis thaliana.

Las rakes de todas las plantas tiene en su Apice un gropode ceJulas morfol6gica y fisiol6gicamente caracterfstico co-

nocido como la cofia. Desde 1914, Haberlandt describi6tres funciones de la cofia: 1) proteger al meristemo radical,2) permitir el paso de la raiz a traves del suelo, y 3) percibirel estimulo gravitacional. La primera y la ultima funci6n seobserva en todas las cofias ya sea de plantas terrestres, aere-as 0 acuaticas. Con respecto a la segunda funci6n, Haber-landt seiia16 que el mucflago producido por las celulas ex-ternas de la cofia facilitaba el crecimiento de la raiz en elsuelo al funcionar como lubricante. Ademas, Darwin en1880 describi6 otras funciones de la cofia como son la sen-sibilidad a la luz (fototropismo), al tacto (tigmotropismo), ala temperatura (termotropismo), y a los gradientes de hume-dad (hidrotropismo). Es evidente que las diversas funcionesde la cofia ejercen un papel importante en la respuesta delas rafces al medio ambiente, y al mismo tiempo contribu-yen a la naturaleza homeostatic a de las rafces. Estamos in-teresados en seleccionar caracteristicas superiores de lasrafces, ya que por 10 general en la producci6n agrfcola in-crementos significativos han resultado de program as gene-ticos en los que unicamente se han seleccionado caracteris-ticas superiores del tallo. Por 10 general, al pensar en unaplanta, s6lo se considera al tallo, hojas y flores, pero las rai-ces normalmente se olvidan. En nuestro laboratorio se in-vestigaran caracteristicas de la raiz que hipoteticamenteestarian involucradas _en el exito de las plantas en la extrac-ci6n de agua del suelo. Utilizando metodos aeCgenetica ybiologia molecular, se investigaran las funciones fisiol6gi-cas de la regi6n de la raiz conocida como la cofia con el finde establecer c6mo es que estas funciones permiten a la raizcrecer no solamente en varios tipos de suelo, sino tam biena responder a cambios continuos en su medio ambiente, talcomo a la sequia. Para akanzar este objetivo del programase realizara en dos fases. En la primera se examinara la ex-presi6n de genes especfficos en la cofia de Zea mays ya queen este organismo se pueden utilizar herramientas de bio-quimici y biologia celular. En la segunda fase, se aislaran ycaracterizaran mutantes de Arabidopsis thaliana que afec-ten funciones de la cofia, tal y como el hidrotropismo, y laproducci6n de mucflago. Se hipotetiza que tanto la produc-

cion de mucflago como el fenomeno del hidrotropismo sonuna de las tantas caracterfsticas especfficas de la cofia queestan asociadas con las adaptaciones de las plantas a diver-sos ambientes en el suelo.

Expresion genica en la cofia de la rafz del mafz (Zeamays).X. Alvarado, R. Miranda, R. Lujan, L. Cervantes y G. Cassab1993/I1DBMP

Aislamiento y caracterizacion de mutantes en Arabidop-sis thaliana en hidrotropismo y produccion de mucflago.D. Eapan, L. Castrejon y G. Cassab1993/I1DBMP

Programa 4.10 La levadura como un modelo para el aisla-miento de genes involucrados en la respuesta de la plantaa est res salino y osmotico.

Aproximadamente una tercera parte de las tierras agrfco-las de regadfo en el planeta, tienen problemas de saliniza-cion, y la mayorfa de las plantas cultivadas son muy sensi-bles a sa!. Este problema se agudiza en regiones Aridas ysemiaridas donde las plantas deben enfrentar ademas, con-diciones de extrema sequfa. Por otra parte, la tecnologfapara modificar el suelo 0 el agua de regadfo es muy costosa.De esta manera, una de las principales alternativas consisteen mejorar geneticamente la tolerancia de las plantas culti-vadas a salinidad y/o a sequfa.

La levadura Saccharomyces cerevisiae es reconocidacomo un microorganismo eucariote ideal para realizar estu-dios biologicos. A pesar de que la levadura tiene una com-plejidad genetica mayor que las bacterias, comparte la ma-yor parte de las ventajas tecnicas que han permitido unrapido progreso en la genetica molecular de procariotes. Al-

gunas de las propiedades que hacen a la levadura apta paraestudios biologicos induyen un rapido crecimiento, la faci-lidad de realizar replicas y aislar mutantes, un sistema gene-tico bien definido y mas importante aun, un sistema detransformacion de DNA muy versatil.

Es pertinente hacer no tar que la levadura com parte concelulas vegetales algunas caracterfsticas morfologicas rele-vantes para el estudio de los mecanismos de osmoregula-cion tales como una pared celular, vacuolar, y el hecho deque ambas son sesiles.

Vn escrutinio de los procesos celulares involucrados enla adaptacion de microorganismos y plantas a salinidad su-giere que genes de halotolerancia podrfan corresponder acomponentes catalftico/regulatorios de cualquier respuestade proteccion (sfntesis de osmolitos, transporte de iones) 0

a procesos metabolicos (sfntesis de protefnas, reaccionesbiosinteticas) mas sensibles a estres salino. Dada la comple-jidad de esta respuesta y puesto que no se han identificadolos pasos de proteccion 0 metabolicos crfticos para la tole-rancia a salinidad, no se puede realizar una manipulaciongenetica de este importante problema bajo bases racionales.

Algunas caracterfsticas de la respuesta de la levadura a unest res osmotico mas general, que pudiera estar dado al expo-ner a celulas vivas a diferentes medios soluciones con alta os-molaridad, pudieran compartirse con la respuesta al estressalino.

Partiendo de la hipotesis de que alguno de los me canis-mos bisicos involucrados en estos tipos de respuestas es si-milar .entre celulas vegetales y un eucarionte sencillo comola levadura, consideramos que el enfoque funcional de com-plementacion de mutantes halo y osmosensibles pudiera seruna herramienta importante para poder aislar genes hetero-logos, en particular de plantas que participen en estosprocesos.

en levaduras y plantas.A. Garay y A.A. Covarrubias1992/PIDBMP

Genes que participan en la halotolerancia en levaduras yplantas.R. Gaxiola y A.A. Covarrubias1993/I1DBMP

Programa 4.11 Analisis genetico-molecular de la induc-cion de la termotolerancia en levaduras y plantas supe-riores.

Todos los organismos vivos se caracterizan por tenertemperaturas optimas para su crecimiento y desarrollo. Lascondiciones de temperatura, humedad, luz, etc., en el me-dio ambiente, varfan en el espacio y en el tiempo present an-do valores maximos y mfnimos muy alejados muchas vecesde las condiciones optimas para el organismo en cuestion.Esto explica en gran medida la distribucion geografica y es-tacional de las distintas especies vivientes. Los organismosvivos han evolucionado mecanismos que les permitenadaptarse a estas condiciones cambiantes del medio am-biente. En este proyecto se pretende estudiar el 0 los meca-nismos de adaptacion de la levadura y las plantas a tempera-turas letales.

Cuando un organismo se expone a temperaturas supra-optimas para su crecimiento (10 a 15°C por arriba de la op-tima), muchas de sus actividades celulares se yen alteradas.Uno de los cambios mas dramaticos a nivel nuclear es lainduccion de la transcripcion de un grupo de genes quenormalmente no se expresan en ausencia de estres. A estosgenes se les denomina genes del "estres por calor" y codifi-can protefnas mejor conocidas como las protefnas del "es-tres por calor" (pepc). La sfntesis de estas protefnas (pepc)esta directamente correlacionada con la sobrevivencia aeste incremento de temperatura. Sin embargo, a condicio-nes muy extremas de temperatura, las celulas muestran leta-

lidad (20 a SOC por arriba de la optima). Se ha observadoque, si antes de exponer a una celula a una temperatura le-tal, se Ie expone primero por un perfodo breve a una tem-peratura de "estres por caior", seguido de un lapse a la tem-peratura optima del crecimiento, la ceIula sobrevive a latemperatura letal. A este fenomeno se Ie ha llamado induc-cion de la termotolerancia. En la levadura S. cerevisiae unade las pepc (pepc1 04) esta involucrada en la termotoleranciainducible y se ha propuesto la existencia de varios genesmas, aun no identificados. El objetivo general de este traba-jo es el de obtener mutantes de s. cerevisiae y Arabidopsisthaliana en los genes que confieren induccion de la termo-tolerancia.

Estamos interesados en mutantes que muestren los si-guientes fenotipos: a) deficiencia en la induccion de la ter-motolerancia y b) termotolerancia constitutiva. Las metasdel proyecto son la elonacion molecular de los genes invo-lucrados en la induccion de la termotolerancia asf como lacaracterizacion funcional de las protefnas codificadas poresos genes. Otro enfoque del proyecto es la caracterizacionde cDNAs que codifican pepc de alto peso molecular en ma-fz. Se logro el aislamiento de la elona p31 que codifica parapepc98 y se esta determinando su secuencia nueleotfdica.En la levadura S. cerevisiae se ha visto que una pepc de pesosimilar (pepclO4) esta involucrada en la induccion de la ter-motolerancia. Esta observacion nos ha estimulado a prose-guir la elonacion del gene homologo a pepc1 04 en plantascomo el maiz y Arabidopsis thaliana.

Obtencion de mutantes en induccion de la termotoleran-cia en A. thaliana.J. Nieto, S: Chen y A. Covarrubias1993/I/DBMP

Obtencion de mutantes en induccion de la termotoleran-cia en S. cerevisiae.

J. Nieto, S. Chen y A. Covarrubias1993/I/DBMP

Caracterizaci6n de cDNA que codifican pep98 en Zeamays.J. Nieto, E. Flores y A. Covarrubias1993/I/DBMP