[en] The early secretory pathway involves bidirectional transport between the endoplasmic reticulum (ER) and the Golgi apparatus and is mediated by coat protein complex I (COPI)- and coat protein complex II (COPII)-coated vesicles. COPII vesicles are involved in ER to Golgi transport while COPI vesicles mediate intra-Golgi transport and retrograde transport from the Golgi apparatus to the ER. The key component of the COPI coat is the coatomer complex, which is composed of seven subunits (α/β/β'/γ/δ/ε/ζ) and is recruited en bloc from the cytosol onto Golgi membranes. It has been described that the different COPI subunits participate in the biogenesis of the vesicles and in the selection of cargo that should be included in these vesicles. These two subunit functions are essential for cell integrity and viability. In contrast to mammals and yeast, two isoforms of β-COP subunit (β1- and β2-COP) and three isoforms of β´-COP subunit (β´1-, β´2- and β´3-COP) have been identified in Arabidopsis thaliana. This thesis aims to study the role of Arabidopsis β- and β´-COP subunit isoforms in plant biology. For this purpose, we have identified and characterized single and double loss-of-function mutants of all the genes that encode these isoforms. The results we have obtained suggest that Arabidopsis β1-COP and β2-COP genes may have redundant functions and that both β-COP genes are required for plant growth and tolerance to salt stress, specifically to chloride ions. In addition, β-COP function seems to be required for maintaining the structure of the Golgi apparatus. On the other hand, our data suggest that the three Arabidopsis β'-COP genes are at least partially redundant as none of the single β'-COP mutants displayed severe developmental defects under standard growth conditions. Nevertheless, β'-COP double mutant analysis indicates that β'3-COP cannot compensate for the simultaneous loss of β'1-COP and β'2-COP as no β'1β'2-cop double mutants could be obtained. Similarly, β'2-COP cannot compensate for the simultaneous loss of β'1-COP and β'3-COP since the β'1β'3-cop double mutant failed to develop beyond the seedling stage. However, β'2β'3-cop double mutants had no major phenotypic alterations, indicating that β'1-COP does seem to compensate for the simultaneous lack of β'2-COP and β'3-COP. These results appear to correlate with the seed development expression patterns of β'1-COP and suggest a role of β'1-COP during seed development that may affect seedling growth. Besides, it is also shown that the protein levels of α-COP are reduced in β´-COP double mutants. Finally, we have found that the trafficking of a canonical cargo of COPI vesicles, the p24 family protein p24δ5, is affected in β´-COP double mutants. This may be due to an impaired COPI-dependent Golgi-to-ER transport of p24δ5 that is mediated by its dilysine motif.

[es] La vía secretora temprana implica el transporte bidireccional entre el retículo endoplásmico (ER) y el aparato de Golgi y está mediada por vesículas recubiertas del complejo de proteína de cubierta I (COPI) y del complejo de proteína de cubierta II (COPII). Las vesículas COPII están involucradas en el transporte del RE al aparato de Golgi, mientras que las vesículas COPI median el transporte intra-Golgi y el transporte retrógrado desde el aparato de Golgi al RE. El componente clave de la cubierta de COPI es un complejo citoplasmático denominado coatómero, que se compone de siete subunidades (α/β/β'/γ/δ/ε/ζ) y se recluta en bloque desde el citosol hacia las membranas de Golgi. Se ha descrito que las diferentes subunidades COPI participan en la biogénesis de las vesículas y en la selección del cargo que debe incluirse en estas vesículas. Estas dos funciones de las subunidades COPI son esenciales para la integridad y viabilidad celular. A diferencia de lo que ocurre en mamíferos y levaduras, se han identificado en Arabidopsis thaliana dos isoformas de la subunidad β-COP (β1- y β2-COP) y tres isoformas de la subunidad β´-COP (β´1-, β´2- y β´3-COP). Esta tesis tiene como objetivo estudiar el papel de las isoformas de las subunidades β- y β´-COP de Arabidopsis en la biología vegetal. Para ello, hemos identificado y caracterizado mutantes con pérdida de función simple y doble de todos los genes que codifican estas isoformas. Los resultados que hemos obtenido sugieren que los genes β1-COP y β2-COP de Arabidopsis pueden tener funciones redundantes y que ambos genes β-COP son necesarios para el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés salino, específicamente a los iones de cloruro. Además, la función de β-COP parece ser necesaria para mantener la estructura del aparato de Golgi. Por otro lado, nuestros datos sugieren que los tres genes β'-COP de Arabidopsis son al menos parcialmente redundantes, ya que ninguno de los mutantes individuales de β'-COP mostró defectos de desarrollo graves en condiciones de crecimiento estándar. Sin embargo, el análisis de doble mutante de β'-COP indica que β'3-COP no puede compensar la pérdida simultánea de β'1-COP y β'2-COP ya que no se pudieron obtener mutantes dobles de β'1β'2-cop. De manera similar, β'2-COP no puede compensar la pérdida simultánea de β'1-COP y β'3-COP ya que el doble mutante β'1β'3-cop no se desarrolló más allá de la etapa de plántula. Sin embargo, los mutantes dobles β'2β'3-cop no tuvieron alteraciones fenotípicas importantes, lo que indica que β'1-COP parece compensar la falta simultánea de β'2-COP y β'3-COP. Estos resultados parecen correlacionarse con los patrones de expresión de β'1-COP en el desarrollo de semillas y sugieren un papel de β'1-COP durante el desarrollo de semillas que puede afectar el crecimiento de las plántulas. Además, también se muestra que los niveles de proteína de α-COP se reducen en los mutantes dobles de β´-COP. Finalmente, hemos encontrado que el tráfico de un cargamento canónico de vesículas de COPI, la proteína de la familia p24 p24δ5, se ve afectado en los mutantes dobles de β´-COP. Esto puede deberse a un transporte deteriorado del Golgi al ER dependiente de COPI de p24δ5 que está mediado por su motivo de dilisina.