p A cor vermelha está espalhada nos jardins, florestas e fazendas, atraindo polinizadores com tons brilhantes, sinalizando frutas maduras e deliciando os horticultores e jardineiros de flores. p Mas se você colocar uma framboesa rubi contra uma beterraba carmesim e olhar de perto, você pode apenas notar:eles são vermelhos diferentes.

p Milhões de anos atrás, uma família de plantas - a beterraba e suas primas próximas e distantes - descobriu um pigmento vermelho totalmente novo e descartou o vermelho usado pelo resto do mundo das plantas. Como este novo vermelho evoluiu, e por que uma planta que produz os dois tipos de pigmento vermelho nunca foi encontrada, são questões que há muito atraem pesquisadores que se intrigam com a evolução das plantas.

p Escrevendo esta semana (9 de outubro, 2017) no jornal Novo Fitologista , Hiroshi Maeda, professor de botânica da Universidade de Wisconsin-Madison, e seus colegas descrevem um antigo afrouxamento de uma via bioquímica fundamental que preparou o terreno para os ancestrais da beterraba desenvolverem seu pigmento vermelho característico. Ao desenvolver uma maneira eficiente de fazer o aminoácido tirosina, a matéria-prima para o novo tinto, esta família de plantas liberou tirosina extra para mais usos. Inovações posteriores tornaram a tirosina recém-abundante escarlate.

p As novas descobertas podem ajudar os programas de melhoramento de beterraba e fornecer ferramentas e informações para os cientistas que estudam como transformar a tirosina em seus muitos derivados úteis, que incluem morfina e vitamina E.

p "A questão central que nos interessa é como as vias metabólicas evoluíram em diferentes plantas, e porque as plantas podem fazer tantos compostos diferentes, "diz Maeda." Beterrabas foram o começo perfeito para abordar a questão. "

p A grande maioria das plantas depende de uma classe de pigmentos chamados antocianinas para tornar suas folhas e frutos roxos e vermelhos. Mas os ancestrais das beterrabas desenvolveram as betalaínas vermelhas e amarelas, e depois desligou as antocianinas redundantes. Além da beterraba, a cor é encontrada na acelga suíça, Ruibarbo, quinua e cactos, entre milhares de espécies. Betalaínas são corantes alimentares comuns e são criados por criadores de beterraba.

p Quando o aluno de pós-graduação do laboratório Maeda e principal autor do novo artigo, Samuel Lopez-Nieves, isolou as enzimas da beterraba que produzem tirosina, ele encontrou duas versões. Um foi inibido pela tirosina - uma forma natural de regular a quantidade do aminoácido, desligando a produção quando há muito dela. Mas a segunda enzima era muito menos sensível à regulação pela tirosina, o que significa que ele poderia continuar produzindo o aminoácido sem ser retardado. O resultado foi que a beterraba produziu muito mais tirosina do que outras plantas, o suficiente para brincar e se transformar em betalaínas.

p Descobrir que os humanos criaram esta via de tirosina altamente ativa enquanto selecionavam beterrabas vermelhas brilhantes, Lopez-Nieves isolou as enzimas de beterrabas selvagens.

p "Mesmo o ancestral selvagem da beterraba, beterraba do mar, já tinha essa enzima desregulada. Isso foi inesperado. Então, nossa hipótese inicial estava errada, "diz Lopez-Nieves.

p Então ele se voltou para o espinafre, um primo mais distante que divergia das beterrabas há mais tempo. Espinafre também tinha duas cópias, um que não foi inibido pela tirosina, o que significa que o novo caminho da tirosina deve ser mais antigo do que o ancestral da beterraba espinafre. Os pesquisadores precisaram voltar muito mais no tempo evolutivo para descobrir quando o ancestral da beterraba evoluiu um segundo, enzima menos inibida.

p Trabalhando com colaboradores da University of Michigan e da University of Cambridge, A equipe de Maeda analisou os genomas de dezenas de famílias de plantas, alguns que fizeram betalaínas e outros que divergiram antes de os novos pigmentos terem evoluído. Eles descobriram que a inovação do caminho da tirosina - com uma enzima livre para fazer mais do aminoácido - evoluiu muito antes das betalaínas. Só mais tarde desenvolveram outras enzimas que poderiam transformar a tirosina abundante em betaína vermelha.

p "Nossa hipótese inicial era que a via do pigmento betalaína evoluiu e então, durante o processo de criação, as pessoas ajustaram o caminho da tirosina para aumentar ainda mais o pigmento. Mas não foi esse o caso, "diz Maeda." Na verdade já aconteceu há muito tempo. E forneceu um trampolim evolutivo para a evolução desta nova via de pigmento. "

p A conclusão deste estudo, diz Maeda, é que alterar a produção de matérias-primas como a tirosina abre novos caminhos para a produção de compostos variados e úteis que tornam as plantas os principais químicos da natureza.

p Para algum ancestral desconhecido de beterrabas e cactos, esta flexibilidade nas matérias-primas permitiu-lhe descobrir um novo tipo de tinto que o mundo não tinha visto antes, um que ainda está espalhado por todo o mundo vegetal hoje.

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