Metabòlits secundaris de les plantes
.jpg){kind=link}
Es diuen metabòlits secundaris de les plantes als composts químics sintetisats per les plantes que complixen funcions no essencials en elles, de manera que la seua absència no és letal per a l'organisme, al contrari que els metabòlits primaris. Els metabòlits secundaris intervenen en les interaccions ecològiques entreplanta i el seu ambient.
Els distints metabòlits secundaris tenen una distribució restringida en el regne de les plantes, i alguns sol es troben en una espècie o grup, per lo que a sovint són útils en la Botànica Sistemàtica.
Funció biològica
[editar | editar còdic]El valor adaptatiu de la majoria dels metabòlits secundaris va ser desconegut durant molt temps. Es consideraven simplement productes finals dels processos metabòlics, sense una funció específica, o productes de rebuig de les plantes. A causa de la percepció imperant sobre la seua insignificança biològica, han rebut tradicionalment poca atenció per part dels botànics. Moltes de les funcions dels metabòlits secundaris encara són desconegudes. A finals de el XIX i de principis de el XX, els químics orgànics varen escomençar a estudiar estes substàncies per la seua importància com a drogues medicinals, verins, saborisants, pegaments, olis, ceres, i atres materials utilisats en l'indústria. De fet, l'estudi dels metabòlits secundaris de les plantes va estimular el desenroll de les tècniques de separació, l'espectroscòpia per a dilucidar la seua estructura, i metodologia de síntesis que constituïxen el fonament de la química orgànica contemporànea.
En alguns estudis biològics més recents, es va determinar que la majoria dels metabòlits secundaris complixen funcions de defensa contra predadores i patógenos, actuen com a agents alelopáticos —que eixercixen efectes sobre atres plantes—, o per a atraure als polinisadors o als dispersores de les llavors (Swain 1973,[1] Levin 1976,[2] Cronquist 1977[3]). El reconeiximent de les diverses propietats biològiques de molts metabòlits secundaris ha encorajat la seua investigació com a medicaments, antibiòtics, insecticida i herbicida, i ha conduït a una revaluación dels diferents rols que eixerciten en les plantes, especialment en el context de les interaccions ecològiques.
Classificació
[editar | editar còdic]Els metabòlits secundaris de les plantes pertanyen a tres grups, segons els seus orígens biosintéticos:[4][5]
1. Terpenoides. Tots els terpenoides, tant els que participen en el metabolisme primari com els més de 25 000 metabòlits secundaris,[4] són derivats del compost IPP (Isopentenil difosfat o "5-carbono isopentenil difosfat") formats en la ruta del àcit mevalónico. Apareixen en molts tipos de plantes i tenen una activitat biològica important (Goodwin 1971[6]). Entre ells es conten els olis essencials, restringits a unes poques espècies. Els terpenos són molècules de naturalea lipídica i, per tant, insolubles en aigua.
El dels terpenos és el grup més numerós de metabòlits secundaris, ya que inclou més de 40 000 molècules diferents. Molts terpenos són comercialment interessants pel seu us com a aromes i fragàncies en alimentació i cosmètica. Uns atres tenen importància medicinal per les seues propietats antiulcerosas, antimicrobianas, etc
2. Composts fenòlics i els seus derivats. Els més de 8000 composts fenòlics coneguts se sintetisen per la ruta de l'àcit shikímico o per la del malonato/acetat.El dels composts fenòlics és un grup heterogéneu, els integrants del qual es caracterisen per contindre un grup fenol i ser solubles en aigua.
3. Composts nitrogenats o alcaloide. Es coneixen al voltant de 12 000 alcaloide,[4] que contenen un o més àtoms de nitrogen, són biosintetizados principalment a partir d'aminoàcits. Els alcaloide presenten una gran diversitat d'estructures químiques (Robinson 1981[7]). Són fisiológicamente actius en els animals, encara en baixes concentracions, per lo que té molts usos en medicina. Eixemples coneguts són la cocaïna, la morfina, l'atropina, la colchicina, la quinina, i l'estricnina.
La biosíntesis dels metabòlits secundaris part del metabolisme primari de les plantes del que es desvia d'acort en les vies generals que es mostren en el següent quadro:
ya que la diferència entre metabòlits primaris i secundaris és solament funcional, és dir, no es distinguixen sobre la base de les seues molècules precursores, ni de la seua estructura química, ni del seu orige biosintético, la diferència entre les respectives vies bioquímiques és difusa, i a voltes un metabòlit primari es convertix en lo que es considera un metabòlit secundari per l'acció d'una sola enzima.
Els metabòlits secundaris de les plantes també es poden dividir en més categories menys àmplies. Per eixemple, en Judd et al.,[8] són classificats segons la seua via biosintética i estructura química. Segons este criteri, ademés dels terpenoides i els alcaloide es distinguixen els següents grups:
- Betalaínas. Les betalaínas són pigments rojos i grocs que estan presents solament en les Caryophyllales, llevat en les famílies Caryophyllaceae i Molluginaceae (Clement et al. 1994[9]); en la majoria del restant de les plantes, els pigments són antocianinas (flavonoides). De la mateixa manera que els demés pigments, atrauen als polinisadors i dispersores, i provablement tenen funcions adicionals, com l'absorció de la llum ultravioleta i la protecció contra els herbívors.
- Glucosinolatos. D'ells es deriven els olis de mostaça, per hidrolización catalizada per les enzimes mirosinasas (Rodman 1981[10]). Varen aparéixer dos voltes durant l'evolució, per lo que es troben en dos llínees de plantes sense relació filogenético: totes les Brassicales per un costat, i en Drypetes (família Putranjivaceae, abans Euphorbiaceae, Rodman et al. 1981[11]).
- Glucósidos cianogenéticos. Complixen funcions de defensa, ya que en ser hidrolizados lliberen àcit cianhídrico (Hegnauer 1977[12]), procés cridat cianogénesis. Es pensa que alguns tipos han sorgit moltes voltes durant l'evolució, mentres que uns atres semblen tindre un únic orige, i es troben solament en alguns tàxons emparentats.
- Poliacetilenos. Grup gran de metabòlits no nitrogenats, formats per l'unió d'unitats d'acetat en la síntesis dels àcit grassos. Es troben en alguns grups emparentats de famílies d'astéridas.
- Antocianinas i uns atres flavonoides. Són composts fenòlics hidrosolubles, presents en les vacuoles celulars de les plantes, sintetisats a partir de la fenilalanina i malonil-CoA. Tots els flavonoides compartixen la mateixa via biosintética, pero els productes finals varien molt entre distintes espècies de plantes i són útils per a diferenciar-les. Es troben en totes les embriofitas. Entre les seues funcions es poden destacar la protecció contra la llum ultravioleta, la defensa davant el herbivorismo, i la pigmentació, entre unes atres. Els flavonoides més coneguts són les antocianinas, pigments de les flors de moltes plantes. Es coneixen més de 9000.[13]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Swain, T (editor). 1973. Chemistry in evolution and systematics. Butterworth, Londres.
- ↑ Levin, DA. 1976. "The chemical defenses of plants to pathogens and herbivores". Ann Rev. Ecol. Syst. 7: 121-159.
- ↑ Cronquist A. 1977. "On the taxonomic significance of secondary metabolites in angiosperms". Plant Syst Evol., supll 1: 179-189.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 R. Croteau, T. M. Kutchan, N. G. Lewis. "Natural Products (Secondary Metabolites)". En: Buchanan, Gruissem, Jones (editors). Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists. Rockville, Maryland, Estats Units. 2000. Capítul 24.
- ↑ "Secondary Metabolites and Plant Defense". En: Taiz, Lincoln i Eduardo Zeiger. Plant Physiology, Fourth Edition. Sinauer Associates, Inc. 2006. Capítul 13.
- ↑ Goodwin TW. 1971. Aspects of terpenoid chemistry and biochemistry. Academic Press, Londres.
- ↑ Robinson T. 1981. The biochemistry of alkaloids. 2ª ed. Springer, Nova York.
- ↑ "Secondary Plant Compounds". En: Judd, W. S. Campbell, C. S. Kellogg, E. A. Stevens, P.F. Donoghue, M. J. 2002. Plant systematics: a phylogenetic approach, Second Edition. Sinauer Axxoc, USA. Capítul 4; "Structural and Biochemical Characters".
- ↑ Clement JS, TJ Mabry, H Wyler i AS Dreiding. 1994. "Chemical review and evolutionary significance of the betalains". En: Caryophyllales, H-D Behnke i TJ Mabry (eds.) 247-261. Springler, Berlin.
- ↑ Rodman JE. 1981. "Divergence, convergence, and parallelism in phytochemical characters: The glucosinolate-myrosinase system." En: Phytochemistry and angiosperm phylogeny. DA Young i DS Seigler (editors). 43-79. Praeger, Nova York.
- ↑ Rodman JE, PS Soltis, DE Soltis, KJ Sytsma i KG Karol. 1998. "Parallel evolution of glucosinolate biosynthesis inferred from congruent nuclear and plastid gene phylogenies." Am. J. Bot. 85: 997-1006 [1] archivat en Wayback Machine..
- ↑ Hegnauer R. 1977. "Cyanogenic compounds as systematic markers in Tracheophyta". Plant Syst Evol Suppl 1: 191-209.
- ↑ Williams CA, Grayer RJ. 2004. "Anthocyanins and other flavonoids". Nat. Prod. Rep. 21: 539-573.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Metabolitos secundarios de las plantas» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.