COMPOSIÇÃO EM GLICEROLÍPIDOS DAS MEMBRANAS VEGETAIS. METABOLISMO ENERGÉTICO 2014 Ana Rita Matos

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1 COMPOSIÇÃO EM GLICEROLÍPIDOS DAS MEMBRANAS VEGETAIS

2 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana Hartel and Benning (2000) Biochem Soc Trans 97:

3 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana Acumulação do galactolípido DGDG nas membranas extra-plastidiais para substituir fosfolípidos A que nível se situa a regulação?

4 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana Expressão do gene dgd1 Concentração decrescente em P WT dgd1 pho1 (A) DGD1 gene expression is induced during phosphate deficiency. The wild type (lane 1), dgd1 (lane 2), and the phosphate transport deficient mutant pho1 (lane 3) were raised on soil; wild-type seedlings were grown in tissue culture in the presence of different amounts of phosphate (lane 4, 1000 µm; lane 5, 100 µm; lane 6, 10 µm; and lane 7, 0 µm). Total RNA was isolated and used for RNA gel blot hybridization with a DGD1 cdna probe. Top gel, hybridization signal; bottom gel, 25S rrna (stained with ethidium bromide). Kelly et al., (2003) The Plant Cell. 15, ,

5 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana Mutante T-DNA dgd1 Ecotipos: Wassilewskija (WS); Columbia (Col)

6 ECOTIPOS Arabidopsis thaliana

7 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana folha raiz

8 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana Mutante

9 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana Porque é que o mutante tem DGDG?

10 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana

11 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO Arabidopsis thaliana

12 LÍPIDOS POLARES ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL CILINDRO CONE CONE INVERTIDO Formação de domínios nas membranas com composição lipidica e proteica distinta Tilacoides Cristas mitocondriais FISIOLOGIA VEGETAL 2013/14

13 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE ENXOFRE Chlamydomonas

14 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA DEFICIÊNCIA DE ENXOFRE Chlamydomonas

15 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA Cd 2+ PIMENTO Jemal et al., (2000) Biochem Soc Trans. 28:

16 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA Cd 2+ PIMENTO Jemal et al., (2000) Biochem Soc Trans. 28:

17 EFEITO DO STRESS NOS LÍPIDOS DE MEMBRANA Cd 2+ Efeito dependente da dose de cádmio e diferente nos dois órgãos estudados Nas folhas MGDG decresce e fosfolípidos aumentam Nas raízes MGDG e PC afectados Nas folhas diminuição ligeira de 18:3 e pronunciada de 16:3 Raízes pouco afectadas Efeito no CLOROPLASTO!

18 SINALIZAÇÃO CELULAR PRECURSORES DE MENSAGEIROS SECUNDÁRIOS ENZIMAS LIPOLÍTICAS LAH, galactolipase : AG livres PLA: Lyso fosfolípidos AG livres PLD: Ácido fosfatídico (PA) PLC: Diacilglicerol IP3

19

20

21 ENZIMAS LIPOLÍTICAS MUTANTES SÃO MAIS TOLERANTES AO STRESS? VECTOR- Lines transformed with empty vector OE Overexpressors of PLDα under the control of 35S promoter Dehydration of detached leaves Rapid desiccation

22 ENZIMAS LIPOLÍTICAS MUTANTES SÃO MAIS TOLERANTES AO STRESS? Progressive Drought Stress (15 days)

23 ENZIMAS LIPOLÍTICAS

24

25 Phosphorus is an important macronutrient. To understand the molecular and cellular responses to phosphorus stress better, transcriptome profiling in combination with biochemical investigations was conducted in the model diatom Phaeodactylum tricornutum. Out of predicted genes, 2491 and 405 genes were significantly upregulated or downregulated respectively. Unsurprisingly, genes associated with phosphate uptake were upregulated, such as the phosphate transporters and alkaline phosphatases. Genes encoding stress-shock proteins were accordingly upregulated, including genes associated with stress-responsive proteins, signal transduction and secondary metabolism. Additionally, genes related to protein translation, carbon fixation, glycolysis and the citric acid cycle were also upregulated. Genes associated with gene transcription were downregulated, thereby resulting in the upregulation of translation to compensate for the limited supply of messenger RNA. The downregulation of genes related to β-oxidation could contribute to the accumulation of fatty acids. Accordingly, triacylglycerols, which are important for energy storage, were determined to increase by 1.65-fold. Intracellular membranes, other than chloroplast membranes, tended to be dispersed; this finding was in accordance with the increased transcription of a total of 11 genes encoding putative phospholipases. Taken together, this work revealed the coordination of multiple metabolic pathways and certain key genes in the adaptation of P. tricornutum to phosphorus stress

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