LICENCIATURA
EN LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE
BIOLOGÍA
EN EDUCACIÓN SECUNDARIA
BIOQUÍMICA
“QUÉ
ES EL METABOLISMO SECUNDARIO DE PLANTAS Y HONGOS”
ASESOR:
ISAAC
DÁVILA ATENCO
ELABORADO
POR: ROSA
MARÍA LÓPEZ RAMOS
METABOLISMO SECUNDARIO DE PLANTAS Y HONGOS
PRESENTACIÓN
El
metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que realizan las células de
los seres vivos para sintetizar sustancias complejas a partir de otras más
simples, o para degradar las complejas y obtener las simples.
Las
plantas, organismos autótrofos, así como los hongos, además metabolismo
primario presente en todos los seres vivos, poseen un metabolismo secundario
que les permite producir y acumular compuestos de naturaleza química diversa.
A
continuación se mencionar en qué consisten estos metabolismos y de qué manera
influyen en las plantas y hongo, además de mencionar que impacto tiene en el
medio y los organismos que los rodean.
METABOLISMO SECUNDARIO DE PLANTAS Y
HONGOS
Antes de poder dar inicio al tema es
necesario mencionar que el metabolismo es el conjunto de reacciones químicas
que tienen lugar en las células del cuerpo para convertir los alimentos en
energía. Nuestro cuerpo necesita esta energía para todo lo que hacemos, desde movernos
hasta pensar o crecer.
Además
de los seres humanos, los animales, plantas y hongos, también requieren de un
metabolismo, proceso por el cual adquieran energía. Ante ello, puedo decir que,
el proceso que las plantas y hongos llevan en el metabolismo, no es el mismo
que el de los humanos y animales.
Por
esto, es muy importante decir que, a lo largo de
la segunda mitad del siglo XIX y las primeras décadas del XX tuvieron lugar la
mayor parte de los hallazgos fisiológicos que hoy se enseñan y estudian. Entre
éstos, los relativos a los procesos digestivos y metabólicos.
Para Laín y von Noorden, el estudio del metabolismo material
y energético tuvo lugar a lo largo de tres etapas: durante la primera se
investigó la relación cualitativa entre los términos extremos del recambio
material, la ingestión y la excreción (Magendie, Proust, Liebig, Wöhler,
Chevreul; a lo largo de la segunda se realizaron estudios cuantitativos de la
relación entre ingesta y excreta (Boussingault, Regnault, Reiset, Bichoff,
Pettenkoker, Voit y Rubner); en la tercera comenzó la exploración de los
procesos intermediarios del metabolismo (Petters, Külz, Minkowski, Magnus-Levy,
Lusk, Benedict, entre otros).
Por
lo que, todas las células vegetales realizan procesos metabólicos comunes
esenciales para la vida celular y en la planta en general. Estos procesos
constituyen, en su conjunto, el metabolismo primario. Además de estos procesos
metabólicos primarios, se pueden desarrollar rutas que conducen a la formación
de compuestos, denominados metabólicos secundarios. Esto según el artículo “VARIACIÓN
DEL METABOLISMO SECUNDARIO EN PLANTAS DEBIDA AL GENOTIPO Y AL AMBIENTE”.
Siendo
denominadas a los compuestos químicos que cumplen funciones no esenciales en
ellas. De tal modo que estas funciones le permiten tener ciertas ventajas, que
intervienen en las interacciones ecológicas y el ambiente.
En este contexto, hay que situar la labor de Kossel, de quien
también, hay que tener muy en cuenta su perseverancia en separar la fisiología
de la química fisiológica desde el punto de vista institucional y académico.
Figura 1.
Tipos de Metabolismo
Asimismo,
menciono la aportación del artículo “Metabolismo secundario de plantas” de Adolfo
Ávalos García. Elena Pérez-Urria Carril, el cual afirma que, las plantas,
organismos autótrofos, además del metabolismo primario presente en todos los
seres vivos, poseen un metabolismo secundario que les permite producir y
acumular compuestos de naturaleza química diversa.
Por
otro lado, no hay que olvidar que el conjunto de reacciones químicas que tienen
lugar en un organismo constituye el metabolismo. Por lo que a mayor parte del
carbono, del nitrógeno y de la energía termina en moléculas comunes a todas las
células, necesarias para su funcionamiento y el de los organismos. Se trata de
aminoácidos, nucleótidos, azúcares y lípidos, presentes en todas las plantas y
desempeñando las mismas funciones. Se denominan metabolitos primarios.
Figura 2. Efecto del
metabolismo secundario
De
modo que, estos compuestos derivados del metabolismo secundario se denominan
metabolitos secundarios, se distribuyen diferencialmente entre grupos taxonómicos,
presentan propiedades biológicas, muchos desempeñan funciones ecológicas y se
caracterizan por sus diferentes usos y aplicaciones como medicamentos,
insecticidas, herbicidas, perfumes o colorantes, entre otros. Reciben también
la denominación de productos naturales, (2009). Véase figura 2.
Figura 3. Esquema del
metabolismo primario y secundario
Asimismo,
según el autor Leonor Carrillo, los hongos perjudiciales tienen un período
endofítico muy corto, aunque algunos patógenos latentes suelen estar
asintomáticos durante semanas o meses. Se han encontrado endófitos en cada
órgano vegetal, aunque la distribución dentro de la planta es heterogénea
(Moore y otros, 2011). Véase figura 4
De
acuerdo a un artículo, un aspecto muy importante que hay que reconocer, es que los estudios recientes demuestran la
enorme capacidad que tienen los hongos endófitos para producir compuestos
activos que le confieren protección a su hospedera contra el ataque de
patógenos y herbívoros, constituyendo una nueva vía para la obtención de
diversos precursores o moléculas novedosas de utilidad en la agricultura y en
la medicina (sciencedirect, 2013).
Además
de ello, es necesario resaltar que estos compuestos derivados del metabolismo
secundario, se denominan “metabolitos secundarios”, se distribuyen
diferencialmente entre grupos taxonómicos, presentan propiedades biológicas,
muchos desempeñan funciones ecológicas y se caracterizan por sus diferentes
usos y aplicaciones, si bien sabes muchos de los productos que hoy en día
consumimos y utilizamos, como medicamentos, insecticidas, herbicidas, perfumes
o colorantes, entre otros, son denominación de productos naturales. Véase
figura 3
De
modo que, además de tener un efecto positivo en las plantas y hongos, provee a
otros seres y ambiente elementos para el sustento y desarrollo de la vida, y
como bien sabemos, cada organismo influye de manera particular en el círculo de
la vida y la naturaleza, de modo que efecto es secuencial y de impacto a
distintas aplicaciones.
En
efecto, de acuerdo al artículo, los hongos
comprenden a microorganismos unicelulares (levaduras) y filamentosos (mohos),
así como macroorganismos (setas, bejines y otros). Los filamentos (hifas)
presentan septos perforados, o carecen de ellos, lo que permite el movimiento
del citoplasma. Las hifas generan un micelio que se extiende radialmente sobre
una superficie plana. Véase figura 4 y figura 5
Figura 5. Hongos y
microorganismos
Los
hongos se multiplican por medio de esporas. Las de origen asexual, que se encuentran dentro de esporangios (esporangiosporas)
o se desarrollan sobre las hifas o bien en el ápice de los conidióforos
(conidios). (Webster y Weber, 2007).
El
concepto morfológico de especie (morfoespecie) está basado en la similitud del
aspecto y presenta dificultades para definir los límites de la misma, porque
las pocas características usadas pueden variar por la influencia del ambiente.
Además
las plantas parecen totalmente autónomas, sin embargo, tienen en sus raíces
hongos asociados formando micorrizas, cuya función más importante es absorber
los elementos minerales menos móviles del suelo y transferirlos a la planta
hospedante, mientras ésta proporciona compuestos carbonados al hongo. El
término endófito describe al microorganismo que pasa toda su vida o parte de
ella dentro del tejido vegetal sin causar signos visibles de infección. Los
asociados a las plantas herbáceas causan grandes cambios en el crecimiento y
composición química de las mismas. Los hongos perjudiciales tienen un período
endofítico muy corto, aunque algunos patógenos latentes suelen estar
asintomáticos durante semanas o meses. Se han encontrado endófitos en cada
órgano vegetal, aunque la distribución dentro de la planta es heterogénea
(Moore y otros, 2011).
Es
decir, el metabolismo secundario consiste en un pequeño número de procesos
enzimológicos que convierten a unos compuestos intermediarios del metabolismo
primario en otros, los 6 cuales permiten la comunicación intercelular
facilitando la defensa y competitividad frente a otros organismos. La mayoría
de los metabolitos secundarios tienen su origen en un pequeño número de
intermediarios. Véase figura 6
Figura 6. Formación de los metabolitos
De
acuerdo al artículo “Metabolitos secundarios de hongos endófitos y
fitopatógenos” Muchos de los metabolitos secundarios conocidos son producidos
por especies de Aspergillus, Penicillium y Talaromyces, en comparación Fusarium
y Trichoderma forman pocos metabolitos. Éstos son definidos como pequeñas
moléculas producidas durante la diferenciación química y morfológica y que
luego son excretadas o depositadas en o sobre la pared celular (Frisvad, 2016).
Tales
metabolitos favorecen la prevalencia del moho frente a otros microorganismos y
parte de ellos son tóxicos para animales y/o plantas (Swanson, 1987).
Origen
biosintético de algunos metabolitos secundarios (Moss, 1987; Mousa y Raizada
2013). Figura 7 (Figura presentada en el artículo).
Figura 7. Origen-Metabolitos
Para
concluir, hago mención de dos aportaciones muy importantes que de manera
general, los autores abarcan el concepto y función del metabolismo secundario.
Los
metabolitos secundarios, no son producidos al azar, ya que han sido moldeados y
optimizados durante la evolución. Su estudio ha implicado diversas ramas dela
ciencia, como la Ecología, Química Orgánica, Bioquímica, Zoología, Botánica,
Sistemática, Micología, Fisiología, Biología Evolutiva, Agronomía, Antropología
e incluso Arqueología, (Seigler, 1998). Estos compuestos intervienen en las
interacciones ecológicas, entre la planta y su ambiente, y pueden desempeñar
una amplia variedad de funciones ecológicas, en la planta.
Algunos
productos del metabolismo secundario tienen funciones ecológicas específicas
como atrayentes o repelentes de animales. Muchos son pigmentos que proporcionan
color a flores y frutos, jugando un papel esencial en la reproducción atrayendo
a insectos polinizadores, o atrayendo a animales que van a utilizar los frutos
como fuente de alimento, contribuyendo de esta forma a la dispersión de
semillas. Otros compuestos tienen función protectora frente a predadores,
actuando como repelentes, proporcionando a la planta sabores amargos,
haciéndolas indigestas o venenosas. También intervienen en los mecanismos de
defensa de las plantas frente a diferentes patógenos, actuando como pesticidas
naturales, (Adolfo Ávalos García. Col. 2009).
ELABORADO POR: ROSA MARÍA LÓPEZ RAMOS
BIBLIOGRAFÍA
Ávalos
Adolfo. Col. (2009). Metabolismo secundario de plantas. Departamento de
Biología Vegetal. Serie Fisiología Vegetal. 2 (3): 1-27.
Carrillo
Leonor. Metabolitos secundarios de hongos
endófitos y fitopatógenos. Càtedra de Microbiología Agrícola, Facultad de
Ciencias Agrarias, UNJu
Sánchez Rosa. Col. (2013). Hongos endófitos: fuente
potencial de metabolitos secundarios bioactivos con utilidad en agricultura y
medicina. Extraído el día el 04 de junio del 2020.
Valares Cristina. (2011).
VARIACIÓN DEL METABOLISMO SECUNDARIO EN PLANTAS DEBIDO AL GENOTIPO Y AL
AMBIENTE. Departamento de bilogía, vegetal, ecología y ciencias en la tierra.
Albrecht Kossel. EcuRed.
Extraído el día el 03 de junio del 2020.
Comentarios
Publicar un comentario