Enfrentando o frio: desvendando crioprotetores, vias de sinalização molecular e estratégias para resiliência ao estresse pelo frio

O estresse por baixa temperatura ameaça significativamente a produtividade das culturas e a sustentabilidade econômica. As plantas counteram isso ao empregar mecanismos moleculares avançados para perceber e responder ao estresse pelo frio. Proteínas transmembrana iniciam essas respostas, desencadeando uma série de eventos que envolvem mensageiros secundários como íons de cálcio (Ca2+), espécies reativas de oxigênio (ROS) e fosfatos de inositol. Dentre esses, a sinalização de cálcio é primordial, ativando cascatas de fosforilação a jusante e a transcrição de genes responsivos ao frio, incluindo genes regulados pelo frio (COR). Esta revisão foca em como as plantas gerenciam os danos induzidos por congelamento através de estratégias duplas: tolerância ao frio e evasão do frio. Mecanismos de tolerância envolvem aclimatação a temperaturas decrescentes, promovendo a acumulação gradual de resistência ao frio. Em contraste, os mecanismos de evasão dependem de moléculas crioprotetoras como íons de potássio (K+), prolina, glicerol e proteínas antifreeze (AFPs). Crioprotetores modulam a concentração de solutos intracelulares, diminuem o ponto de congelamento, inibem a formação de gelo e preservam a fluidez da membrana plasmática. Além disso, essas moléculas demonstram atividade antioxidante, eliminando ROS, prevenindo a desnaturação de proteínas e mitigando, subsequentemente, danos celulares. Ao formar extensas ligações de hidrogênio com moléculas de água, os crioprotetores também limitam o movimento intercelular de água, minimizando a formação de cristais de gelo extracelulares e a desidratação celular. O uso de crioprotetores é uma estratégia adaptativa chave que fortalece a resiliência das plantas ao estresse pelo frio e promove a sobrevivência em ambientes congelantes. No entanto, os mecanismos fisiológicos e moleculares específicos subjacentes a esses efeitos protetores permanecem insuficientemente compreendidos. Portanto, esta revisão destaca a necessidade de mais pesquisas para elucidar esses mecanismos e avaliar seu potencial impacto na produtividade e sustentabilidade das culturas, contribuindo para o discurso progressivo em biologia vegetal e ciências ambientais.