PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS
LGN 5799 – Seminários em Genética e Melhoramento de Plantas
Departamento de Genética
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RITMOS CIRCADIANOS EM PLANTAS
Aluno: Ms. Ricardo Augusto de Oliveira Rodrigues
Orientador: Prof. Dr. Marcio de Castro Silva Filho
O metabolismo, fisiologia e comportamento da maioria dos organismos
se alteram profundamente ao longo do dia e noite. Os organismos não somente
respondem ao nascer do sol, mas também são capazes de antecipar o
amanhecer e ajustar as atividades biológicas de acordo com o ambiente.
Mesmo quando desprovidos de estímulos externos, diversos organismos
mantém processos rítmicos, os chamados ritmos biológicos. Os ritmos
circadianos são um subgrupo dentro dos ritmos biológicos com o período,
definido como o tempo para completar um ciclo, de aproximadamente 24 horas.
São caracterizados por uma origem endógena e apresentarem pouca (ou
nenhuma) variação decorrente da mudança de temperatura.
Os primeiros estudos dos ritmos biológicos datam do século 40 a.C.
Androsthenes, durante as marchas de Alexandre o Grande, descreveu os
movimentos foliares de Tamarindus indicus. A literatura científica teve início em
1729 quando o astrônomo francês de Mairan mostrou que os movimentos
foliares diários da planta Mimosa pudica persistiam em escuridão constante.
Em 1832, de Candolle mostrou que o período de movimento foliar de M. pudica
era consideravelmente menor que 24 horas. As análises genéticas, para
identificar os componentes do relógio molecular, só iniciaram em 1970, com a
descoberta de mutantes temporais de Drosophila melanogaster.
Diversos processos biológicos nas plantas são controlados pelo relógio
circadiano endógeno. Em espécies como Betula pubescens e Chamaedaphne
calyculata a germinação é controlada pelo comprimento do dia. Após a
germinação, hipocótilos de Arabidopsis apresentam elongação seguindo um
padrão circadiano, sendo a taxa de crescimento maior no anoitecer e mínima
pela manhã. O relógio circadiano também regula as respostas para evitar a
sombra, as quais permitem às plantas competirem por luz e energia, através do
aumento peciolar.
O fenômeno melhor caracterizado é a transição da fase vegetativa para
a reprodutiva, através da via do fotoperíodo. Após tal evento, o relógio
circadiano continua a controlar eventos fisiológicos, como a polinização,
através da abertura das flores e liberação de compostos voláteis, coincidentes
com os horários de atividades dos polinizadores. Outros processos biológicos,
como o desenvolvimento de órgãos de estocagem e dormência, dependem do
fotoperíodo. Em Solanum tuberosum confirmou-se o envolvimento do gene
CONSTANS na tuberização e em Castanea sativa os ortólogos LHY e TOC1
possivelmente apresentam um envolvimento no estado dormente.
Apesar de todo progresso alcançado desde os primeiros trabalhos de de
Mairan, muitas lacunas ainda estão pendentes. Pouco se sabe sobre a
interação dos genes constituintes do relógio endógeno com os processos
fisiológicos. Entretanto, atualmente o campo ganha novas pesquisas nas áreas
ecológica, evolucionária e agrícola.
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