Una revisión, realizada por la investigadora del CBGP Tamara Hernández-Verdeja y publicada en la revista Journal of Experimental Botany, revela la complejidad de la biogénesis de los cloroplastos y plantea interrogantes sobre la regulación espacial y temporal, los mecanismos específicos de linaje y especie, y la biogénesis de diversos tipos de plastidios. El trabajo destaca que comprender este proceso fortalece la biología vegetal y abre nuevas oportunidades biotecnológicas.
Los cloroplastos pertenecen a una familia de orgánulos celulares, los plastidios, característicos de organismos que realizan la fotosíntesis. Este proceso, que es esencial para la vida en la Tierra, tiene lugar en los cloroplastos, los cuales dan a las plantas su característico color verde por la acumulación de clorofila.
Estos órganos celulares de plantas y algas se desarrollan a partir de proplastidios presentes en las semillas cuando germinan y en las jóvenes plántulas que se exponen a la luz. Además de a los cloroplastos, los plastidios pueden dar lugar a cromoplastos que acumulan pigmentos amarillos y naranjas, los cuales darán color a frutos y flores. La transición a cloroplastos y cromoplastos está altamente regulada y es muy compleja, tal como indica la investigadora: “Damos por sentado que las plantas son verdes, los limones amarillos y los tomates rojos, pero esto es el resultado de una transición muy compleja a nivel molecular de la que todavía sabemos muy poco”.
Pese a recientes avances, los mecanismos moleculares de regulación de la biogénesis y diferenciación son poco conocidos. El estudio a nivel celular mediante nuevas tecnologías ómicas, de plantas con diferencias en el desarrollo de cloroplastos, y la identificación de mecanismos epigenéticos, ayudaran no solo a entender el proceso sino también a desarrollar herramientas para combatir el cambio climático.
La revisión, desarrollada por la investigadora Ramon y Cajal del grupo de ‘Bases moleculares de la transición de fases en el desarrollo vegetal’ del CBGP Tamara Hernández-Verdeja, presenta los mecanismos moleculares que regulan la biogénesis de cloroplastos y cromoplastos, y resalta los aspectos de los que todavía no se tiene información. Conocer cómo se desarrollan cloroplastos y cromoplastos ayudará a generar herramientas biotecnológicas para combatir el cambio climático.
La clave: diferenciar los tipos celulares
Recientemente se han identificado nuevos reguladores de la biogénesis de cloroplastos y diferenciación de cromoplastos que se presentan en la revisión. Sin embargo, los estudios de desarrollo de cloroplastos se han llevado a cabo en plantas juveniles, sin diferenciar tipos celulares.
Este aspecto es importante ya que plantas con un tipo de fotosíntesis más eficiente y resiliente frente a cambios ambientales, desarrollan cloroplastos en las células del haz vascular a diferencia de la mayoría de las plantas. Los estudios realizados hasta el momento se centran en regulación transcripcional, y solo recientemente se está desvelando la importación de la epigenética en el proceso. Además, la diferenciación de cromoplastos está poco estudiada.
Publicación Original: Hernández-Verdeja, T.✉ 2025. Regulation of Chloroplast Biogenesis and Differentiation. Journal of Experimental Botany eraf530. DOI: 10.1093/jxb/eraf530
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