Metabolitos secundarios en plantas

Metabolitos secundarios en plantas

A diferencia de los carbohidratos, proteínas, ácidos nucleicos y lípidos, los metabolitos secundarios no son esenciales para el crecimiento y desarrollo básicos del vegetal, pero desempeñan un papel importante en la supervivencia de numerosos vegetales, especialmente al proporcionarles protección contra la actuación de herbívoros y contra las enfermedades. Existen tres categorías principales de metabolitos secundarios: fenoles, alcaloides y terpenoides.

-Fenoles

Formados fundamentalmente por los aminoácidos fenilalanina y tirosina, son un grupo de hidrocarburos con numeroso y diferentes anillos, que carecen de nitrógeno en su estructura. En su mayoría, los fenoles fortalecen los vegetales o los protegen de diversas amenazas. En numerosos casos, se han vuelto lo suficientemente necesarios como para que los vegetales lleguen a producirlos en grandes cantidades. Aproximadamente el 40% del carbono que circula por la biosfera lo hace en forma de compuestos fenólicos, que se  encuentran con frecuencia en las paredes celulares y vacuolas de las células que los producen. Los principales tipos de fenoles son las ligninas, los flavonoides y los compuestos alelopáticos.

Ligninas:

Son moléculas fenólicas complejas que fortalecen las paredes celulares y repelen los herbívoros. los árboles no podrían crecer en altura sin la presencia de ligninas en sus paredes celulares. Las ligninas son la segunda molécula orgánica específica más común después de la celulosa, pues constituyen el 30% del tejido vegetal. Su presencia en las paredes celulares ha sido descrita como "incrustante". En algunas células de las plantas leñosas, cuando comienza la síntesis de lignina, las células ya han iniciado las fases finales de muerte celular programada para convertirse en traqueidas o elementos del vaso. De hecho, la palabra lignina se deriva de lignum, el término latino para madera. 

Estructura química de la lignina

La lignina brinda a la madera la dureza que la caracteriza

Flavonoides:

Engloban miles de moléculas solubles en agua y son típicos de las frutas y hortalizas. Algunos disuaden a los herbívoros y previenen la descomposición bacteriana, como en el caso de los compuestos ácidos de color marrón conocidos como  taninos, que pueden utilizarse para preservar las pieles. Muchos flavonoides, como el licopeno de tomates y las procianidinas de las manzanas, uvas y frezas, se utilizan en medicina como agentes antivirales y para contribuir al control y prevención del cáncer y de enfermedades cardiovasculares. También poseen otras funciones, como potenciadores del sabor o aromáticos, como la pimienta negra, clavo de olor o jengibre. Los flavonoides conocidos como antocianinas originan los colores rojo, azul y morado de algunas flores, que atraen a los insectos polinizadores y a otros organismos.

 

Estructura química de la cianidina

La cianidina, un flavonide, es el responsable del color de
las rosas y otras flores

Compuestos alelopáticos:

Están formados por fenoles secretados por las raíces del vegetal o lixiviados de las hojas por la lluvia o niebla. Inhiben a los vegetales vecinos y, en consecuencia, disminuyen la competencia por luz y minerales.

Ruta a seguir por un compuesto alelopático

-Alcaloides

Formados por algunos aminoácidos, tienen como función primaria proteger a los vegetales contra los herbívoros. Son compuestos en forma de anillo, de los cuales al menos uno contiene nitrógeno. Poseen una estructura muy variable, compuesta fundamentalmente por los aminoácidos triptófano, tirosina fenilalanina, lisina y arginina. Existen mas de 12 000 tipos de alcaloides conocidos, producidos por el 20% de las plantas con flores. Disuaden a los insectos herbívoros y suelen afectar al sistema neurológico de los animales. Numerosos alcaloides son muy útiles en medicina por sus efectos neurológicos y en la división celular. A continuación se muestra los principales alcaloides:

-Terpenoides

Protegen a los vegetales de herbívoros y de enfermedades. Tres acetatos se combinan para formar una subunidad de isopreno de cinco carbonos, más una molécula de dióxido de carbono. Las subunidades de isopreno se ligan entonces entre sí para constituir las distintas clases de terpenoides, que pueden comprender 10, 15, 20, 30 o miles de carbonos (látex). Entre los terpenoides encontramos el pelitre (insecticida producido por el crisantemo); numerosos aceites esenciales como el mentol; las resinas adhesivas producidas por los pinos y otros árboles afines y el látex. La gran cantidad de terpenoides producidos por los vegetales es el causante de una parte substancial de la neblina azul que se observa sobre las montañas, colinas y campos cuando el clima es cálido. Su función no está muy clara, pero puede que representen una especie de protección interna del vegetal contra temperaturas elevadas.

Bibliografía:

• Introducción a la Botánica-Murray Nabors, Pearson Educación, pág 183-186.
• http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolitos_secundarios_de_las_plantas
• http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_fen%C3%B3lico
• http://es.wikipedia.org/wiki/Alcaloide