Mecanismos genéticos y no genéticos de protección ante el estrés

El ADN constituye el material genético de un organismo y funciona como molde para la transcripción de ARN. Se ha informado que aproximadamente el 90 % del material genético se transcribe y solo una parte se traduce a proteínas mediante ARN mensajeros, y las transcripciones restantes se reconocen como ARN no codificantes (ARNnc). 

Inicialmente, los ARNnc se consideraban partes "basura" del ARN total. Sin embargo, con el avance de las técnicas transcriptómicas que incluyen la secuenciación de alto rendimiento, la secuenciación de ARN monocatenario (ARNss) y el aislamiento de la cromatina mediante secuenciación por purificación de ARN (ChIRP), se han revelado diversas funciones de los ARNnc. 

Los ARN no codificantes (ARNnc o ncRNA)

Los ncRNA se clasifican como reguladores (ARN pequeños no codificantes como los miRNA) y ARN no codificante largo (lncRNA). 

Los lncRNA son una clase de ncRNA reguladores que tienen una longitud superior a 200 pares de nucleótidos (o pares de bases, pb) y se ha demostrado que desempeñan funciones en numerosos procesos de desarrollo en plantas como la fotomorfogénesis, la vernalización*, los cambios epigenéticos, el estrés biótico y abiótico y el desarrollo del tejido reproductivo. 

Las enzimas ARN polimerasas como I, II y III, incluidas las p IV y V específicas de las plantas, transcriben numerosos lncRNA. La transcripción de los lncRNA ocurre en el núcleo y posteriormente sufren modificaciones postranscripcionales. 

Según su modo de transcripción, los lncRNA operan como señales y guías que actúan como moderadores de modificaciones postranscripcionales en los complejos mecanismos adoptados por las plantas para protegerse de diversos tipos de estrés, como la metilación del ADN, las histonas y las modificaciones epigenéticas.

Los cambios epigenéticos y otras formas de protección ante el estrés

Los cambios epigenéticos controlan aún más la expresión génica al cambiar su estado a "ON-OFF" y también regulan la memoria del estrés y su herencia transgeneracional.

Estas modificaciones actúan como marcas epigenéticas, que cambian progresivamente en respuesta al estrés biótico y abiótico y modifican la expresión génica sin cambiar la secuencia del ADN. Las marcas epigenéticas, al fijarse, darán lugar a una memoria de estrés asociada a la cromatina.

Se han realizado estudios sobre los lncRNA para aumentar la tolerancia a estreses bióticos y su papel en la biosíntesis diferencial de fitohormonas y metabolitos secundarios para combatir plagas y patógenos. 

También, se ha investigado sobre cómo las modificaciones de histonas y las metilaciones del ADN resisten los ataques de patógenos y plagas mediante la activación de genes relacionados con la defensa.

* La vernalización es un proceso biológico en el que ciertas plantas necesitan una exposición prolongada a bajas temperaturas (frío invernal) para poder florecer y reproducirse, induciendo la floración al disminuir represores genéticos y preparar su sistema reproductivo, algo vital para cultivos de invierno como cereales y frutales, asegurando que la floración ocurra en primavera, no en otoño. Este fenómeno, crucial en climas templados, implica un periodo de frío que puede variar en horas y temperatura según la especie, y se maneja en agricultura para controlar la producción y adaptación de los cultivos. 

Fuentes

Yajnik , K. N.; Singh, I. K.; Singh, A. (2024).
lncRNAs and epigenetics regulate plant's resilience against biotic stresses
Plant Physiology and Biochemistry,  214: 108892.

Imagen
https://www.sitoolsbiotech.com/blog/tag/lncrna  Acceso el 26/12/2025.