Chico conoce a chica. El chico fertiliza a la chica. Golpeteo de pies diminutos. Esa es la historia de la pasión animal. Pero para las plantas con flores, es diferente. El polen se encuentra con el estigma. El polen germina, forma un tubo polínico largo que crece hasta el ovario y libera dos espermatozoides en el gametofito femenino. Y ahí es donde se pone interesante.
Un espermatozoide fertiliza el gametocito para formar el embrión, una nueva planta bebé. El otro se fusiona con otra célula para formar un núcleo triploide que se convierte en el endospermo, un tejido rico en nutrientes que alimenta al embrión en desarrollo. Este proceso se llama doble fertilización, y es la forma en que todas las plantas con flores producen semillas. Es una forma complicada de tener relaciones sexuales, pero parece funcionar para las angiospermas. Al menos, lo ha hecho durante más de 200 millones de años. Pero, ¿y si sale mal?
Durante la polinización y el crecimiento del tubo polínico, los gametofitos masculinos están expuestos a estrés ambiental y mutágenos como la luz ultravioleta y la radiación ionizante. ¿Qué pasa si se dañan? ¿Se puede reparar su ADN?
Para averiguarlo, los investigadores utilizaron un haz de iones de carbono para irradiar el polen bicelular de Cyrtanthus mackenii e inducir roturas de doble cadena en el ADN. La dosis de radiación utilizada no tuvo efecto inhibidor sobre el crecimiento del tubo polínico, pero el ciclo celular de los granos de polen irradiados se detuvo en el paso de la metafase. Sin embargo, la buena noticia fue que las roturas de ADN de doble cadena en el polen dañado podrían repararse. Esto es importante cuando la luz del sol brilla intensamente sobre los granos de polen expuestos en la superficie de las anteras, el lomo de las abejas o sentados en un estigma durante la germinación. Es una de las razones por las que las plantas con flores han tenido éxito durante los últimos 200 millones de años. Y ahora sabemos un poco más sobre cómo funciona este proceso de reparación esencial.
Abstracto:
Los gametofitos masculinos de las plantas están expuestos a estrés ambiental y agentes mutagénicos durante el proceso de doble fertilización y, por lo tanto, necesitan reparar el daño del ADN para transmitir la información genómica a la siguiente generación. Sin embargo, la respuesta al daño del ADN en los gametos masculinos aún no está clara. En el presente estudio, analizamos la respuesta al daño del ADN en las células generativas de Cyrtanthus mackenii durante el crecimiento del tubo polínico. Se utilizó un haz de iones de carbono, que puede inducir roturas de doble cadena (DSB) del ADN, para irradiar el polen bicelular y, a continuación, los granos de polen irradiados se cultivaron en un medio de cultivo líquido. Los gametos masculinos se aislaron de los tubos polínicos cultivados y se usaron para el análisis de inmunofluorescencia. Aunque no se observaron efectos inhibitorios sobre el crecimiento del tubo polínico después de la irradiación, la formación de espermatozoides disminuyó significativamente después de una dosis alta de irradiación. Después de una dosis alta de irradiación, la progresión del ciclo celular de las células generativas se detuvo en la metafase en la mitosis del polen II, y se detectaron focos H2AX fosforilados (γH2AX), un indicador de DSB, en la mayoría de las células detenidas. Sin embargo, estos focos no se detectaron en células que habían pasado la metafase. La progresión del ciclo celular en las células generativas irradiadas está regulada por el punto de control del ensamblaje del huso y se confirmó la modificación de las histonas que rodean los DSB. Estos resultados indican que durante el crecimiento del tubo polínico, las células generativas pueden reconocer y manejar lesiones genómicas utilizando vías de respuesta al daño del ADN. Además, el número de células generativas con focos γH2AX disminuyó con la prolongación del cultivo, lo que sugiere que se reparan los DSB en las células generativas.
