Introducción:
Las plantas, al igual que los seres humanos y otros organismos, también enfrentan amenazas biológicas. Aunque carecen de un sistema inmune adaptativo como el nuestro, han desarrollado mecanismos de defensa sorprendentemente efectivos. En este artículo, exploraremos cómo las plantas protegen su salud y supervivencia.
Estrategias de inmunidad vegetal frente a patógenos
Las plantas, aunque parecen indefensas debido a su inmovilidad, poseen sistemas complejos y eficientes para protegerse de una amplia gama de patógenos. Los dos tipos de defensas principales producidas por el sistema inmune de las plantas se clasifican en: defensas constitutivas, que se encuentran activas todo el tiempo, y defensas inducidas, que se activan exclusivamente cuando la planta percibe un ataque.
Sin necesidad de ningún tipo de estímulo, las defensas constitutivas implican una modificación morfológica o estructural, como en la pared celular, tricomas, espinas, ceras. También incluyen la producción de compuestos químicos que actúan como repelentes, antinutritivos o toxinas.
Por otro lado, las defensas inducidas representan un gasto energético adicional y se activan exclusivamente cuando la planta percibe un ataque. Entre las numerosas respuestas inducidas se encuentran la codificación de genes, la síntesis de proteínas especializadas, alteraciones en la señalización hormonal y la producción de proteasas digestivas y metabolitos secundarios como flavonoides y fenoles. Estas defensas inducidas permiten a las plantas responder de manera específica y eficiente a las amenazas, activándose solo en casos muy específicos como el ataque de patógenos.
Las plantas poseen sistemas inmunológicos complejos que, aunque diferentes a los de los animales, son extremadamente efectivos para detectar y responder a las amenazas patogénicas, mediante mecanismos constitutivos y respuestas inducidas específicas
Cuando los patógenos superan las barreras defensivas iniciales, la respuesta de defensa es provocada por dos mecanismos de a inmunidad innata: uno de ellos esta basado en el reconocimiento de secuencias conocidas como patrones moleculares asociados a microrganismos (MAMP), mediante receptores que reconocen estos patrones (PRRs) y el otro mecanismo es la inmunidad activada por efectores.
Inmunidad desencadenada por patrones moleculares asociados a microbios (MAMP)
La MTI (Inmunidad Desencadenada por Patrones), anteriormente conocida como inmunidad basal u horizontal, implica el reconocimiento de elicitores microbianos conservados e indispensables llamados patrones moleculares asociados a microbios (MAMPs).
Estos MAMPs son detectados por una clase de receptores extracelulares unidos a la membrana plasmática llamados receptores de reconocimiento de patrones (PRRs). La activación de estos PRRs desencadena respuestas de defensa activas, que en última instancia contribuyen a detener la infección antes de que el patógeno pueda apoderarse de la planta. Aunque existe un cierto grado de especificidad y eficacia en la percepción de estos patrones, esta respuesta puede variar entre diferentes familias o especies de plantas.
El reconocimientode los MAMPs acciona diversos cambios moleculares y fisiológicos. Las respuestas intracelulares que se desencadenan incluyen una rápida difusión de iones a través de la membrana plasmática, la activación de la cascada de proteínas MAPK (del inglés: mitogen-activated protein kinase), la producción de especies reactivas del oxígeno, rápidos cambios en la expresión de genes y un reforzamiento de la pared celular.
Inmunidad activada por efectores (ETI)
Los patógenos exitosos han desarrollado estrategias para desafiar la inmunidad desencadenada por MAMPs y, en consecuencia, promover la patogénesis mediante la inyección de una batería de proteínas efectoras en la pared celular de la planta.
Las bacterias virulentas, liberan entre 15 y 30 efectores (proteínas Avr) dentro de las células huésped. Estos efectores juegan un papel clave en la virulencia del patógeno al:
- Actuar como factores de transcripción que activan genes dentro de la célula huésped.
- Alterar el empaquetamiento de histonas y la configuración de la cromatina, lo que afecta la expresión génica.
- Atacar directamente la actividad de los factores de transcripción del huésped, facilitando la liberación de nutrientes que el patógeno necesita para sobrevivir.
Los efectores (proteínas Avr) son reconocidos de forma muy específica por los productos de los genes de resistencia a enfermedades (R) del huésped. En presencia de una asociación efector-proteína R, la resistencia se activa, dando como resultado la iniciación de la señalización de defensa y de resistencia del huésped. La resistencia se manifiesta como muerte celular localizada en el sitio de la infección y la inhibición del crecimiento del patógeno.
Fuente: Gururani, Mayank, 2012.
Consideraciones finales
El sistema inmune de las plantas es un ejemplo de la sofisticación de los mecanismos de defensa en los seres vivos, adaptado a su inmovilidad y a la constante amenaza de patógenos. A través de la inmunidad basada en patrones moleculares y la inmunidad activada por efectores, las plantas han desarrollado estrategias para detectar y responder a la presencia de microorganismos invasores de manera eficaz.
Estos mecanismos no solo destacan la capacidad de las plantas para percibir y reaccionar a amenazas externas, sino también la complejidad de las interacciones planta-patógeno, donde los patógenos intentan constantemente superar las barreras defensivas de las plantas. La comprensión de estos procesos abre la puerta a desarrollos en biotecnología y agricultura, permitiendo cultivar plantas más resistentes y sostenibles en el futuro.
Bibliografía
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