En las plantas, la actividad glutamina sintetasa reside en miembros de la superfamilia GSII, que forman dos grupos de enzimas GS funcionales: la GSIIb eubacteriana (GLN2) y la GSIIe eucariota (GLN1/GS). Los análisis filogenéticos han demostrado que el grupo GLN2 se originó mediante un proceso de transferencia horizontal desde bacterias tras la divergencia de procariotas y eucariotas2. En las plantas vasculares solo se encuentran genes GLN1/GS, lo que sugiere que la evolución a esta composición de isoformas de GS está asociada a la adaptación final de las plantas a la vida terrestre. El estudio filogenético que presentamos reclasifica las diferentes GS de las plantas con semilla en tres grupos: GS1a, GS1b y GS23. GS1b y GS2 corresponden a las formas citosólica y cloroplastídica ampliamente estudiadas en angiospermas. Mientras que GS1a corresponde a una isoforma de localización citosólica identificada anteriormente exclusivamente en coníferas y que se ha propuesto que reemplaza funcionalmente a la forma cloroplastídica ausente en este grupo. Nuestro trabajo ha permitido también ampliar la presencia de genes que codifican la isoforma cloroplastídica GS2 a las gimnospermas Cycadopsida, lo que sugiere el origen de este gen en un ancestro común de Cycadopsida, Ginkgoopsida y angiospermas. Además, genes que codifican GS1a se han identificado en todas las gimnospermas, las angiospermas basales y algunas especies de Magnoliidae. Los estudios previos en coníferas y los perfiles de expresión génica en ginkgo y magnolia que hemos realizado en este trabajo podrían explicar la ausencia de GS1a en especies de angiospermas más recientes (por ejemplo, monocotiledóneas y eudicotiledóneas), debido a las funciones redundantes de GS1a y GS2 en las células fotosintéticas. En conjunto, los resultados proporcionan una mejor comprensión de la evolución de la familia génica de la GS en plantas.
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