Biologia, perguntado por alanacorreiacortes, 6 meses atrás

A infecção dos rizóbios nas raízes de leguminosas é um processo complexo. Diante disso, explique os passos que ocorrem até formar o nódulo nas raízes da planta hospedeira.

Soluções para a tarefa

Respondido por saandyolivera
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Explicação:

Uma interação complexa e específica entre as bactérias do solo

pertencentes aos gêneros Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium,

Phylorhizobium, Bradyrhizobium e Azorhizobium, comumente

conhecidos como rizóbios, e suas plantas hospedeiras resultam no

desenvolvimento de nódulos radiculares. Nódulos são novos órgãos

que consistem principalmente de células infectadas das plantas com

bacteróides que provovem a fixação do nitrogênio. Dentro dos

nódulos, as bactérias assumem uma forma endo-simbiótica, os

bacteróides, que são capazes de reduzir o nitrogênio atmosférico à

amônia (BROUGHTON et al., 2006). Como a amônia é tóxica para a

planta, ela é rapidamente convertida a amidas e/ou ureídos, que

nutrem a planta hospedeira.

A iniciação da formação dos nódulos é controlada em vários níveis: as

raízes das plantas excretam vários flavonóides, alguns dos quais

necessários para ativar a expressão de genes reguladores da

nodulação, particularmente as proteínas NodD (PERRET et al., 2000).

O complexo NodD-flavonoides interage com uma região promotora

conservada (nod boxes) que está localizada após da maioria dos

genes nod no genoma da bactéria. A transcrição acontece e o produto

enzimático dos genes nod leva a síntese e secreção de fatores Nod

(lipo-quito-oligossacarídeos) (BROUGHTON et al., 2006). Um controle

fino da transcrição dos genes nod está provavelmente relacionado à

variações na seqüência das regiões conservadas nos promotores nod,

individualmente (FREIBERG et al., 1997). Outros produtos do rizóbio

são necessários para continuidade do desenvolvimento do cordão de

infecção, e estes representam um terceiro conjunto de sinais.

Embora seja claro que os fatores Nod permitem ao rizóbio penetrar

nas raízes das leguminosas, outros carboidratos bem como proteínas

são necessários para o desenvolvimento do cordão de infecção e as

subseqüentes etapas da formação do nódulo. Entre estes, acredita-se

que os polissacarídeos da superfície celular do rizóbio estejam

envolvidos na iniciação do cordão de infecção, invasão do nódulo,

especificidade hospedeira (BROUGHTON et al., 2006). Segundo este

mesmo autor, infelizmente existem poucos dados disponíveis sobre os

componentes da superfície celular e também sobre como as

mudanças na superfície celular são reguladas durante a infecção.

Células cultivadas de Rhizobium e espécies correlatas produzem duas

formas de lipopolissacarídeos (LPS): LPS rugoso (R-LPS), que

consiste em um lipídeo “A” ancorado na membrana e ligado a um

oligossacarídeo central, e LPS liso (S-LPS), que inclui um antígeno “O”

(REUHS et al., 1998). Ao contrário, antígeno “K” não tem o lipídeo

ancorado na membrana e são estruturalmente distintos dos LPS.

Ambos os tipos de polissacarídeos na superfície celular podem ser

separados (baseado na presença do lipídeo hidrofílico “A” sobre o

LPS) e identificados através de eletroforese em gel de poliacrilamida

com revelação diferencial (KIM et al., 1996).

A expressão de antígenos na superfície celular é modulada pela

simbiose, e vários polissacarídeos são pelo menos parcialmente

modificados durante a transição das células em vida livre e nos

bacteróides (FRAYSSE et al., 2002; KANNENBERG & CARLSON,

2001). NOEL et al. (1996), mostraram que tanto o extrato de sementes

como de raízes de Phaseolus vulgaris podem provocar modificações

estruturais nos LPS de Rhizobium ettli.

Embora provas bioquímicas devam ainda ser obtidas, é amplamente

aceito que os fatores Nod são percebidos por quinases tipo-receptor

que contém domínios ligados a açúcares LysM (MIDDLETON et al.,

2007). Tais quinases tipo-receptores existem como uma família de

genes com pelo menos três membros, NFP, LYK3, e LYK4 (BEN

AMOR et al., 2003; LIMPENS et al., 2003; ARRIGHI et al., 2007) em

Medicargo truncatula, e dois membros, NFR1 e NFR5 (RADUTOIU et

al., 2003) em Lotus japonicus. Para estes mesmos autores, mutantes

nos alelos de vários prováveis receptores mostraram baixa ou

nenhuma resposta aos fatores Nod, suportando a hipótese que eles

participam na percepção dos fatores Nod.

A subseqüente rota de transdução de sinal requer outros receptores

quinases (DMI2 em Mendicago, SymRK em Lotus) e um provável

canal de cálcio (DMI1 em Mendicago) (ENDRE et al., 2002; STRACKE

et al., 2002; ANE et al., 2004). Em Mendicago estas proteínas são

essenciais para induzir o transporte de Ca+2 na região perinuclear dos

pêlos radiculares em apenas um minuto após a aplicação do fator Nodo

(WAIS et al., 2000). Esta entrada de cálcio provavelmente ativa

proteínas quinases (DMI3 em Mendicago) dependentes de cálcio e

calmodulina que também é necessário para sinalização pelo fator Nod

(LEVY et al., 2004).

Em trabalho realizado por SMIT et al. (2005) com Mendicago, é

mostrado que o DMI3 é localizado no núcleo das células da epiderme

do nódulo, onde a inibição deste gene

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