En el presente trabajo se han realizado nuevos avances en el conocimiento de la organización funcional del proceso de biogénesis de ribosomas en el nucleolo de células proliferantes de la especie vegetal modelo Arabidopsis thaliana, mediante la caracterización de una proteína que desempeña un papel clave en varias etapas del proceso, la proteína homóloga de la nucleolina. Además, se ha utilizado este modelo biológico y, en concreto, el sistema funcional proliferación/ciclo celular-crecimiento celular/biogénesis de ribosomas para identificar alteraciones inducidas por el ambiente de microgravedad, real o simulada, en plántulas germinadas y crecidas en estas condiciones. A partir de la existencia en A. thaliana de dos genes de proteínas homólogas a la nucleolina AtNUC-L1 y AtNUC-L2, de los que sólo AtNUC-L1 se expresa en condiciones normales, se localizó la distribución de la proteína en el nucleolo a nivel ultraestructural. En un mutante incapaz de expresar AtNUC-L1 se observó la expresión de AtNUC-L2, cuyo producto también se localizó en el nucleolo, sugiriendo que AtNUC-L2 complementa la función de AtNUC-L1. Sin embargo, la complementación no es total porque en los mutantes Atnuc-L1 se observó una profunda desorganización estructural del nucleolo, con la aparición de estructuras que manifiestan errores en el procesamiento del pre-rRNA. Además, se detectaron desequilibrios en la transcripción del rDNA y en el procesamiento temprano del transcrito. Por otra parte, las alteraciones celulares inducidas por la ausencia de gravedad en el nucleolo de células proliferantes de plantas, se investigaron en el experimento “ROOT”, realizado en la Estación Espacial Internacional durante la “Misión Cervantes”, el cual consistió en la germinación de semillas de Arabidopsis y crecimiento en el espacio durante cuatro días; se realizaron controles en Tierra (1 g) y en microgravedad simulada, en una Random Positioning Machine (RPM), en las mismas condiciones. Más adelante se llevó a cabo otro experimento secuencial en la RPM, donde se tomaron muestras a los dos, cuatro y ocho días de la inducción de germinación, además de analizar la expresión del gen de la ciclina B1. La alteración del estímulo gravitatorio produjo un desacople de la proliferación y el crecimiento celular, normalmente coordinados, incrementándose aquélla y reduciéndose éste. En particular, la mayor proliferación se acompañaba del descenso en la síntesis de ribosomas. Además, la expresión de la ciclina B1 apareció reducida, lo que indica la desregulación del ciclo celular, al menos en algunas fases. Así pues, la alteración de las condiciones ambientales de gravedad supone un estrés de gran magnitud para la planta a nivel celular, frente al que tiene que poner en juego mecanismos de supervivencia para poder completar el ciclo vital.

El trabajo de investigación recogido en esta memoria se ha financiado mediante los Proyectos ESP2003-09475-C02-02 (entre 2.004 y 2.006) y ESP2006-13600-C02-02 (año 2.007), la Acción Especial ESP2002-12062-E, concedida para financiar específicamente el experimento "ROOT" de la "Misión Cervantes" en la Estación Espacial Internacional, y la Acción Especial ESP2002-12686-E, con la que se ha financiado un beca predoctoral de cuatro años de duración concedida a la doctoranda, todos ellos del Programa Nacional del Espacio, además de la Acción Integrada Hispano-Francesa HF2005-0209. Todos los Proyectos mencionados forman parte del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo Tecnológico e Innovación del Gobierno de España, gestionado sucesivamente por los Ministerios de Ciencia y Tecnología y de Educación y Ciencia.

Tesis leida en la Universidad Autónoma de Madrid. Departamento de Bioquímica, el 3/26/2008. 182 pp.

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