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O poder oculto das paredes celulares vegetais: como as expansinas fazem as plantas crescerem?
Em nossa vida cotidiana, o crescimento e a prosperidade das plantas parecem ser um processo natural, mas por trás desse processo, existem alguns mecanismos biológicos sutis ocultos. Deixando de lado a fragrância das flores e das folhas verdes, uma classe especial de proteínas nas células vegetais — as expansinas — desempenha um papel indispensável. Essas proteínas não enzimáticas não só têm um impacto direto no crescimento das plantas, mas também estão intimamente relacionadas a processos como amolecimento dos frutos, produção de pelos radiculares e invasão do tubo polínico.
Expansinas são uma classe de proteínas encontradas nas paredes celulares das plantas que têm a importante função de regular o crescimento celular.
A família das expansinas
Cientistas descobriram que os genes da expansina podem ser divididos em duas categorias principais, a saber, α-expansina (EXPA) e β-expansina (EXPB). Genes de expansina dessas duas famílias foram identificados em muitas plantas, incluindo angiospermas e eudicotiledôneas, e até mesmo samambaias e musgos. Por exemplo, a planta modelo Arabidopsis thaliana tem até 26 genes de α-dilatingina e 6 genes de β-dilatingina diferentes.
Funções e efeitos da dilatina
A principal função das expansinas é relaxar as paredes celulares e promover o alongamento celular irreversível, o que é crucial em muitos processos de crescimento das plantas. Essas proteínas são particularmente proeminentes em frutas maduras, onde são responsáveis pelo amolecimento da fruta, ajudando os tubos polínicos a penetrar no estigma e auxiliando na desintegração das paredes celulares nas sementes em germinação.
As expansinas não têm atividade enzimática, mas são capazes de induzir relaxamento ou dilatação da pressão da parede.
Estrutura e regulação das expansinas
As expansinas são normalmente compostas de aproximadamente 300 aminoácidos com um peso molecular entre 25 e 28 kDa. Sua estrutura contém um peptídeo sinal e possui uma região catalítica putativa e uma região de ligação à celulose. A expressão dos genes da expansina é regulada por uma variedade de hormônios vegetais, incluindo auxinas, giberelinas e citocininas. Quando certas plantas crescem rapidamente em condições de inundação, seus níveis de mRNA de diluição α aumentam, indicando que influências ambientais regulam a atividade de diluição α.
Mecanismo de Inibidores de Dilatação
As paredes celulares vegetais têm alta resistência à tração e, portanto, devem relaxar para facilitar o crescimento irreversível da célula. A ação da expansina está relacionada à reticulação da microcelulose na parede celular. Quando o líquido entra na parede celular, a presença da expansina pode promover o deslizamento entre a microcelulose, permitindo que a parede celular se expanda sob a pressão dentro da célula.
As expansinas promovem a expansão da parede celular ao interromper temporariamente as ligações entre a celulose e a hemicelulose. O mecanismo molecular específico desse processo ainda não foi totalmente determinado.
A relevância das alergias para a pesquisa médica
No pólen de gramíneas, os betadilatadores demonstraram ser o principal alérgeno, envolvidos no desencadeamento da febre do feno e da asma sazonal. Essas expansinas desempenham um papel importante no processo de polinização das flores. Elas são liberadas em grandes quantidades no pólen e promovem a penetração dos tubos polínicos. Alterações em sua estrutura podem estar relacionadas ao processo de competição pela polinização, levando a uma forte reação alérgica.
Direções futuras da pesquisa
Com o avanço da ciência e da tecnologia, nossa compreensão das expansinas pode ser ainda mais aprofundada. Seja explorando sua função específica no crescimento das plantas ou sua conexão potencial com a saúde humana, esses estudos não apenas aumentarão nossa compreensão da vida vegetal, mas também podem ter um impacto revolucionário nos campos da agricultura e da medicina. Entretanto, vale a pena considerar se o verdadeiro potencial das expansinas pode ser totalmente explorado em pesquisas futuras.
Você já se perguntou que outras forças da natureza estão escondidas abaixo da superfície, esperando para serem descobertas?
