Fisiologia Vegetal
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Item Caracterização molecular de genes que codificam a proteína BiP de soja e análise funcional de seus promotores(Universidade Federal de Viçosa, 2001-08-09) Buzeli, Reginaldo Aparecido Alves; Fontes, Elizabeth Pacheco BatistaA proteína BiP (Binding Protein) está envolvida no dobramento correto de proteínas secretórias e retenção no RE de proteínas dobradas ou montadas incorretamente. BiP também atua auxiliando na solubilização de agregados protéicos durante períodos de estresses. Dois clones de BiP de soja, denominados gsBiP6 e gsBiP9, foram isolados a partir das bibliotecas genômicas provenientes dos fagos λEMBL3 e λZAP II, respectivamente. Os promotores de gsBiP6 e gsBiP9 possuem cis-elementos gerais, característicos de promotores de genes de plantas, como as seqüências de transcrição CAAT e TATA, e cis-elementos que respondem a estresses do retículo endoplasmático (ERSE), além de elementos G-box. Os promotores de BiP foram fusionados ao gene repórter gus e usados para transformar Nicotiana tabacum via A. tumefaciens. Análises histoquímicas de plantas transformadas com as construções -358pbip6-gus ou -2200pbip9-gus revelaram que os promotores de BiP produziram um padrão uniforme de expressão de GUS em folhas, caules e raízes. Intensa atividade histoquímica de GUS foi observada nos feixes vasculares de folhas, caule e raízes e em regiões de traço foliar, assim como, no meristema apical, local onde ocorre intensa divisão celular. Este padrão de distribuição espacial da atividade de GUS sugere estar correlacionado com uma expressão desses genes em tecidos que apresentam alta atividade celular secretória e alta proporção de células em um processo ativo de divisão celular. Coerente com esta observação, a atividade histoquímica de GUS é muito menos intensa no parênquima xilemático. Deleções do promotor de gsBiP6 foram conduzidas na orientação 5’-3’ (- 138pbip6-gus) e no interior do clone Δ(-226/-82)pbip6-gus. Análise dessas deleções em plantas transformadas, identificaram 2 domínios regulatórios cis-atuantes, denominados CRD1 (-358 a -226) e CRD2 (-226 a -82). A região CRD1 exibe atividade de enhancer, já que foi capaz de restaurar altos níveis de expressão basal do gene repórter gus, quando ligada à extremidade 5’ na posição -82 do promotor de BiP6. A região CRD2 contém tanto cis -elementos regulatórios positivos quanto cis -elementos negativos que contribuem para o padrão tecido-específico de expressão controlado pelo promotor de gsBiP6. A expressão do gene repórter na região do procâmbio em raízes, no meristema apical e no floema de caule foi absolutamente dependente da região CRD2. Em contraste, deleção de CRD2 resultou em acúmulo acentuado de atividade de GUS no parênquima xilemático. A ativação dos promotores BiP6 e BiP9 em resposta ao acúmulo de proteínas anormais no retículo endoplasmático (UPR) e em respostas a estresse osmótico foi avaliada em discos foliares transgênicos. Tratamento dos discos foliares com tunicamicina, ativador da via UPR, e com PEG, indutor de um estresse osmótico, induziu a expressão de GUS, sob o controle do pro motor BiP6 e do promotor BiP9. A deleção da região CRD2 (-226 a -82) no promotor BiP6 causou a perda da inducibilidade da expressão gênica em resposta a tunicamicina e PEG, indicando que CRD2 contém elementos cis-atuantes de resposta a estresse. De fato, dois cis-elementos conservados atuantes na via UPR (UPRE) foram identificados na região CRD2. Coletivamente, estes resultados sugerem que o controle da expressão de BiP em plantas depende de uma complexa integração de múltiplos cis-elementos regulatórios no promotor.