Estrés abiótico en "chlamydomonas reinhardtii"toxicidad y mecanismos de defensa
- Domínguez Vargas, M.J.
- Javier Vigara Fernández Director
- José María Vega Piqueres Director
Defence university: Universidad de Huelva
Fecha de defensa: 18 July 2008
- Emilio Fernandez Reyes Chair
- Rosa María León Bañares Secretary
- Carlos Vílchez Lobato Committee member
- Francisco Galván Cejudo Committee member
- María del Pilar Roca Salom Committee member
Type: Thesis
Abstract
Frente a los diferentes factores de estrés abiótico, las microalgas presentan distintos mecanismos de protección, entre ellos: enzimas y metabolitos antíoxidantes, producción de agentes complejantes, ciclo de la xantofila o la bioadsorción. Los agentes productores de estrés abiótico estudiado en este trabajo son: sal, el cadmio como metal pesado, y como herbicidas el metil viológeno y el arsenito. Los objetivos de este trabajo son estudiar los efectos que producen los factores mencionados anteriormente sobre la viabilidad celular, las enzimas del sistema antioxidante y la asimilación de nitrato y sulfato en Chlamydomonas reinhardtii. 1. Estudios de viabilidad celular: en un cultivo de C. reinhardtii en presencia de distintas concentraciones de sal, observamos que el crecimiento se encuentra inhibido de forma bastante significativa a partir de una concentración en el medio de 150 mM siendo la inhibición casi completa a partir de 200 mM de sal. Con respecto al MV, observamos que la presencia del mismo a las concentraciones muy bajas (0,1 pM) inhibe drásticamente el crecimiento celular. Mientras que el arsenito lo hace a una concentración de 3 mM. Cuando el cadmio se encuentra presente durante el crecimiento celular se observa una inhibición importante del crecimiento para una concenfración de 300 2. Estudios sobre las actividades fotosintéticas y respiratoria: respecto al efecto que produce la sal, sobre la actividad fotosintética de un cultivo de C. reinhardtii, observamos que prácticamente desde el momento de la adicción existe una inhibición significativa de la fotosíntesis, llegando a ser del 100% a un a concentración de 200 mM, para recuperar hasta un 50 % transcurrida una hora. Por el contrario la actividad respiratoria, se activa hasta un 50 %, para luego paulatinamente alcanzar valores normales. El metil viológeno, por su parte, inhibe la actividad fotosintética principalmente a nivel de fotosistema I, mientras que la actividad respiratoria prácticamente no se altera. La actividad fotosintética se inhibe también en presencia de arsenito 4 mM, sin embargo la actividad respiratoria se inhibe temporalmente para luego recuperarse. Por su parte el cadmio afecta mucho más a la actividad fotosintética que la respiratoria. 3. Estudios sobre el sistema antioxídante y sobre ef metabolismo de nitrato y sulfato: La actividad catalasa (CAT), la ascorbato peroxidasa (APX) y la glufatión reductasa ¡GR) se encuentran activadas con los distintos factores estudiados. El arsenito sin embargo inhibe a la APX, y el cadmio inhibe a la GR. Es destacabie el efecto que producen los diferentes factores de estrés sobre la CAT, especialmente la sal a una concentración de 200 mM, en el que observamos el aumento espectacular de la misma. Se observa que la presencia de estos factores de estrés en el medio de cultivo inhibe el consumo de nitrato, s¡ bien se aprecia protección por calcio frente a la inhibición del cadmio. También se aprecia inhibición del consumo de sulfato, si bien el cadmio lo activa. Respecto al metabolismo de nitrógeno y azufre, en base al efecto sobre niveles de actividad enzimática, se observa que el arsenito inhibe a la glufamato sintasa y glutamato deshidrogenasa (GDH), pero no afecta la O-acetilserina (tiol)liasa (OASTL]. El NaCI y MV prácticamente activa a las tres enzimas, siendo especialmente significativo el efecto del MV sobre la GDH, y el cadmio aunque inactiva a la nitrato reductasa y a la glutamina sintetasa, aumenta los niveles de la GDH, la OASTL, la serinaacetill transferasa y la ísocitrato deshidrogenasa, que en conjunto aportarían glu y cys, para la síntesis de glutatión requerido en la fabricación de fitoquelatinas cono agentes quelantes del cadmio intracelular. A modo de resumen de conclusiones, los datos aportados en la Tesis indican que: a) para la sal la inducción de un elevadísimo nivel ¡nfracelular de la actividad catalasa; b) para el me til viológeno el elevado nivel de actividad NADH-glutamato deshidrogenada del alga y; c) para el cadmio la inhibición parcial de la asimilación de nitrato, la estimulación de la enzimas implicadas en la biosíntesis L-cisteína y la activación de una vía alternativa a la asimilatoria para la producción de L-glutamaio.