RESUMO
Las proteínas arabinogalactanos (AGPs) son macromoléculas que se encuentran prácticamente en todos los órganos de las plantas, siendo asociadas con varios aspectos del crecimiento y desarrollo vegetal. Estas moléculas se caracterizan bioquímicamente por contener carbohidratos y proteínas en relación 9:1. El carbohidrato está compuesto principalmente por arabinogalactanos tipo II; mientras que la parte proteica está organizada en dominios que definen a las AGPs como clásicas o no clásicas. Las primeras se caracterizan además por presentar una secuencia C-terminal que predice la incorporación de un grupo glicosilfosfatidilinositol (GFI), que permite su unión a la membrana plasmática. En cultivos de células vegetales se reportan varias especies que liberan AGPs al medio de cultivo. Se presenta una revisión de las características bioquímicas de las AGPs liberadas al medio y de las propuestas sobre los mecanismos bioquímicos y celulares por los cuales las AGPs participan en la diferenciación y crecimiento de las células vegetales. Los cultivos de células liberan al medio de cultivo AGPs clásicas y no clásicas, y se propone que podrían provenir de la membrana plasmática o la pared celular. Las AGPs intervienen en el control del crecimiento celular, además de estar relacionadas con la embriogénesis somática y la organogénesis, procesos de diferenciación celular importantes en los sistemas de micropropagación de plantas. El mecanismo bioquímico por el cual las AGPs participan en el crecimiento celular y la diferenciación implica que éstas, o los productos de su degradación, quizás actúen como moléculas de señalización.
The arabinogalactan proteins (AGPs) are macromolecules found in practically all plant organs, being associated with several aspects of the plant growth and development. These molecules contain carbohydrates and proteins in a 9:1 relation. The carbohydrate moiety is composed mainly of type II arabinogalactans, whereas the protein has particular amino acid domains that allow classifying the AGPs into two groups, classical and non-classical. In addition, the former are characterized by a C-terminal tail that predicts the incorporation of a glycosylphosphatidylinositol group (GPI) that allows the attachment of the AGPs to the plasma membrane. Plant cell cultures of several species release AGPs into the culture medium. The biochemical characteristics of the AGPs released into the medium, and the proposed biochemical and cellular mechanisms by which AGPs participate in plant cell differentiation and growth are reviewed. The plant cells release classical as well as non-classical AGPs into the culture medium. The origin of these AGPs could likely be the plasma membrane or the cell wall. They are involved in the control of cellular growth and differentiation processes, aspects that have fundamental importance in the induction of somatic embryogenesis and organogenesis, key steps in plant micropropagation programs. The biochemical mechanism by which the AGPs participate in cell growth and differentiation implies that the AGPs or their degradation products participate like signal molecules.
As proteínas arabinogalactanos (AGPs) são macromoléculas que se encontram praticamente em todos os órgãos das plantas, sendo associadas com vários aspectos do crescimento e desenvolvimento vegetal. Estas moléculas se caracterizam bioquímicamente por conter carboidratos e proteínas em relação 9:1. O carboidrato está composto principalmente por arabinogalactanos tipo II; enquanto que a parte protéica está organizada em domínios que definem as AGPs como clássicas ou não clássicas. As primeiras se caracterizam, além disso, por apresentar uma sequência C-terminal que prediz a incorporação de um grupo glicosilfosfatidilinositol (GFI), que permite sua união à membrana plasmática. Em cultivos de células vegetais se relatam várias espécies que liberam AGPs ao meio de cultivo. Apresenta-se uma revisão das características bioquímicas das AGPs liberadas ao meio e das propostas sobre os mecanismos bioquímicos e celulares pelos quais as AGPs participam na diferenciação e crescimento das células vegetais. Os cultivos de células liberam ao meio de cultivo AGPs clássicas e não clássicas, e se propõe que poderiam provir da membrana plasmática ou da parede celular. As AGPs intervêm no controle do crescimento celular, além de estar relacionadas com a embriogênese somática e a organogênese, processos de diferenciação celular importantes nos sistemas de micropropagação de plantas. O mecanismo bioquímico pelo qual as AGPs participam no crescimento celular e a diferenciação, implica que estas, ou os produtos de sua degradação, talvez atuem como moléculas de sinalização.
RESUMO
El cultivo de células vegetales es una alternativa biotecnológica para la producción de metabolitos secundarios. Sin embargo, la productividad de los sistemas in vitro es menor a la obtenida de plantas. En esta revisión se ilustra la diferenciación y compartamentalización celular como eventos necesarios para la síntesis de metabolitos secundarios en las plantas. Se discute la inducción de la agregación celular en los cultivos in vitro como una de las estrategias para favorecer la acumulación de estos compuestos químicos. Este efecto positivo podría ser explicado como consecuencia de la formación de estructuras morfogénicas y/o por una condición de estrés por limitaciones de oxígeno al interior de los agregados. Finalmente, se muestra que la combinación de la agregación con otras estrategias tales como la selección de líneas celulares, la elicitación y la adición de precursores constituye una alternativa para desarrollar bioprocesos a partir de células vegetales in vitro para la producción de compuestos químicos de alto valor agregado.