Deshidrina

La deshidrina (DHN) es una multifamilia de proteínas presentes en las plantas que se produce en respuesta al estrés por frío y sequía. ^{[ 1 ]} Las DHN son hidrofílicas , termoestables y desordenadas . ^{[ 2 ]} Son proteínas de estrés con un alto número de aminoácidos cargados que pertenecen a la familia LEA (Abundante en Embriogénesis Tardía ) del Grupo II. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Las DHN se encuentran principalmente en el citoplasma y el núcleo , pero más recientemente se han encontrado en otros orgánulos , como las mitocondrias y los cloroplastos. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Las DHN se caracterizan por la presencia de glicina y otros aminoácidos polares . ^{[ 7 ]} Muchas DHN contienen al menos una copia de una secuencia consenso de 15 aminoácidos llamada segmento K, EKKGIMDKIKEKLPG . Sin embargo, una inspección de una variedad de otras secuencias de deshidrina reportadas muestra que su conservación no es absoluta. ^{[ 2 ]}

Las proteínas inducidas por la deshidratación en las plantas se observaron por primera vez en 1989, en una comparación del ADNc de cebada y maíz de plantas en condiciones de sequía . ^{[ 8 ]} Desde entonces, la proteína se ha denominado deshidrina y se ha identificado como la base genética de la tolerancia a la sequía en las plantas.

Sin embargo, la primera evidencia genética directa del papel de la deshidrina en la protección celular durante el choque osmótico no se observó hasta 2005, en el musgo Physcomitrella patens . Para demostrar una correlación directa entre la DHN y la recuperación del estrés, se creó un gen knockout que interfería con la funcionalidad de la DHNA. Tras ser colocada en un ambiente con estrés salino y osmótico y posteriormente devuelta a un medio de cultivo estándar, la variedad silvestre de P. patens logró recuperar el 94% de su peso fresco, mientras que la mutante solo alcanzó el 39%. Este estudio también concluye que la producción de DHN permite a las plantas funcionar en altas concentraciones de sal. ^{[ 9 ]}

Otro estudio encontró evidencia del impacto de DHN en la recuperación del estrés por sequía al mostrar que los niveles de transcripción de un DHN aumentaron en un pino tolerante a la sequía, Pinus pinaster , cuando se colocó en un tratamiento de sequía. Sin embargo, los niveles de transcripción de un DHN disminuyeron en el mismo tratamiento de sequía en un P. pinaster sensible a la sequía . La tolerancia a la sequía es un rasgo complejo, por lo que no puede analizarse genéticamente como un rasgo de un solo gen. ^{[ 10 ]} El mecanismo exacto de tolerancia a la sequía aún no se ha determinado y sigue siendo objeto de investigación. Un mecanismo químico relacionado con la producción de DHN es la presencia de la fitohormona ABA. Una respuesta común a los estreses ambientales es el proceso conocido como deshidratación celular. La deshidratación celular induce la biosíntesis de ácido abscísico ( ABA ), que se sabe que reacciona como una hormona del estrés debido a su acumulación en la planta en condiciones de estrés hídrico. El ABA también participa en las vías de transducción de señales de estrés. Se ha demostrado que el ABA aumenta la producción de DHN, lo que proporciona más evidencia de un vínculo entre el DHN y la tolerancia a la sequía. ^{[ 11 ]}

Existen otras proteínas en la célula que desempeñan un papel similar en la recuperación de plantas sometidas a sequía. Estas proteínas se consideran similares a las deshidrinas o relacionadas con ellas. Su definición es imprecisa, ya que estas proteínas similares a las deshidrinas son parecidas a las DHN, pero no se pueden clasificar como tales por diversas razones. ^{[ 12 ]} Se ha observado que son similares en que responden a algunos o a todos los mismos factores de estrés ambiental que inducen la producción de DHN. En un estudio particular, las proteínas similares a las deshidrinas encontradas en las mitocondrias se regularon positivamente en tratamientos de sequía y frío en cereales. ^{[ 13 ]} Se ha informado que las deshidrinas confieren resistencia contra infecciones fúngicas y que la sobreexpresión de deshidrinas proporciona protección en condiciones de estrés abiótico y biótico. ^{[ 14 ]}

• Proteína anticongelante

• Familia: Dehidrina (PF00257) Instituto Sanger de Wellcome Trust