RESUM TESI DOCTORAL

“Origen i funció de les espermidina aminopropil transferases en Arabidopsis thaliana ”

	Les poliamines són xicotetes molècules amb càrrega positiva a pH fisiològic. Les més abundants i més àmpliament distribuïdes entre tots els sers vius són la putrescina i l'espermidina amb dos i tres grups amino, respectivament. L'espermidina es forma a partir de la putrescina per addició d'un grup aminopropilo. L'espermina, amb quatre grups amino i present només en eucariotes, es forma a partir de l'espermidina per addició d'un segon grup aminopropilo.

	Les poliamines han sigut relacionades amb processos fonamentals per a la vida, com són la divisió, el creixement, la diferenciació i la mort cel·lular, havent demostrat en tots els organismes en què s'han aconseguit mutants deficients en la seua síntesi que les poliamides són essencials. En plantes s'han trobat múltiples correlacions entre la variació en la concentració de les poliamides i processos tals com la germinació, l'embriogènesi, la formació d'arrels, la iniciació floral o el desenvolupament de flors i fruits.

	A l'inici d'aquesta tesi es va publicar la identificació de la primera putativa espermina sintasa en plantes (ACL5), la pèrdua de funció de la qual dóna lloc a un defecte en l'elongació de la tija i alteració del patró normal dels feixos vasculars; no obstant, la nostra anàlisi del mutant acl5 ens va revelar que no havia perdut la capacitat de sintetitzar espermina. El nostre rastreig del genoma d'Arabidopsis thaliana ens va permetre identificar i caracteritzar el gen SPM, una altra putativa espermina sintasa regulada per àcid abscísic. Els mutants nuls per a aquest gen no mostren diferències fenotípiques respecte del silvestre però el doble mutant spm/acl5 ens ha permés confirmar que no hi ha més gens responsables de la síntesi d'espermina. No obstant això, la sobreexpressió de SPM en el mutant acl5 no ha sigut capaç d'alleujar el seu fenotip, indicant que estos dos gens podrien no tindre la mateixa funció; el que ha sigut demostrat, molt recentment, en una publicació en què s'aporten proves que suggerixen que ACL5 és una termoespermina sintasa, el que indicaria que SPM és l'única espermina sintasa en Arabidopsis thaliana.

	L'estudi més detallat de l'interessant fenotip del mutant acl5, ens ha permés obtindre evidència que aquest gen és necessari perquè tinga lloc el creixement secundari que dóna lloc al metaxilema i les fibres del xilema. Les nostres dades suggerixen que la funció d'ACL5 és la de previndre la mort cel·lular prematura, permetent que es complete correctament el programa de desenrotllament dels feixos vasculars xilemàtics.

	L'anàlisi de la relacions filogenètiques entre diverses de les activitats que participen en la ruta de síntesi de les poliamides ens ha permés demostrar que la similitud de seqüència entre elles es deu a un origen evolutiu comú. L'activitat espermina sintasa ha sorgit al llarg de l'evolució tres vegades de forma independent en Animals, Fongs i Plantes (Angiospermes), per mitjà d'un procés de neofuncionalització després de la duplicació d'una espermidina sintasa. El mateix procés a donat lloc a l'activitat putrescina metiltransferasa en algunes plantes, de gran importància per a la síntesi d'alcaloides. L'activitat termoespermina sintasa no obstant, pareix haver sorgit en procariotes i adquirida per les Plantes per transferència horitzontal. La comparació de les estructures terciàries d'algunes de les proteïnes estudiades ens ha permés identificar alguns residus que pareixen ser importants per a explicar les diferents activitats enzimàtiques.