METABOLITOS SECUNDARIOS

Definicion
1. Son 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.
Origen
1. 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.
  1. 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.
  2. 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.
Función
1. Algunos productos del metabolismo secundario tienen funciones ecológicas específicas como atrayentes o repelentes de animales.
  1. 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.
  2. Otros compuestos tienen función protectora frente a predadores, actuando como repelentes, proporcionando a la planta sabores amargos, haciéndolas indigestas o venenosas.
    1. También intervienen en los mecanismos de defensa de las plantas frente a diferentes patógenos, actuando como pesticidas naturales.
  3. También intervienen en los mecanismos de defensa de las plantas frente a diferentes patógenos, actuando como pesticidas naturales.
Tipos
1. Se agrupan en cuatro clases principales.
  1. Terpenos. Entre los que se encuentran hormonas, pigmentos o aceites esenciales
    1. Los terpenos, o terpenoides, constituyen el grupo más numeroso de metabolitos secundarios (más de 40.000 moléculas diferentes). La ruta biosintética de estos compuestos da lugar tanto a metabolitos primarios como secundarios de gran importancia para el crecimiento y supervivencia de las plantas.
  2. Compuestos fenólicos. Cumarinas, flavonoides, lignina y taninos
    1. En el contexto del metabolismo, los aminoácidos aromáticos se pueden dirigir tanto al metabolismo primario como al metabolismo secundario. Las plantas sintetizan una gran variedad de productos secundarios que contienen un grupo fenol.
      1. Estas sustancias reciben el nombre de compuestos fenólicos, polifenoles o fenilpropanoides y derivan todas ellas del fenol, un anillo aromático con un grupo hidroxilo
  3. Glicósidos. Saponinas, glicósidos cardiacos, glicósidos cianogénicos y glucosinolatos.
    1. Los glicósidos son metabolitos vegetales de gran importancia. Su nombre hace referencia al enlace glicosídico que se forma cuando una molécula de azúcar se condensa con otra que contiene un grupo hidroxilo.
      1. Existen tres grupos de glicósidos de particular interés: saponinas, glicósidos cardiacos y glicósidos cianogénicos. Una cuarta familia, los glucosinolatos, se incluyen en este grupo debido a su estructura similar a los glicósidos.
  4. Alcaloides.
    1. Los alcaloides son una gran familia de más de 15.000 metabolitos secundarios que tienen en común tres características: son solubles en agua, contienen al menos un átomo de nitrógeno en la molécula, y exhiben actividad biológica.
      1. La mayoría son heterocíclicos aunque algunos son compuestos nitrogenados alifáticos (no cíclicos)
Caracteristicas
1. Compuestos derivados del metabolismo secunario se denominan metabolitos secundarios.
  1. 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.
    1. Pero en su gran mayoría actúan en la planta con una actividad antimicrobiana, en contra de herbívoros, o con actividad antioxidante.
Ejemplo
1. El caucho (cis-1,4-poliisopreno), constituido por entre unos 1500 y 60000 resíduos de isopreno aproximadamente y la gutapercha (guta, la misma estructura del caucho, algo menor de tamaño, y con los dobles enlaces en configuración trans,) se acumulan en forma de partículas en el látex cuya composición es 30-40% caucho, 50% agua resultando una mezcla compleja de terpenos, resinas, proteínas y azúcares.
  1. En la mayoría de las plantas el látex se produce en el floema y se acumula en vasos largos e interconectados denominados laticíferos. La escisión de la corteza permite la exudación del látex. La principal fuente de caucho para fines comerciales es Hevea brasiliensis (árbol nativo del bosque tropical amazónico).
    1. La principal fuente de guta es el arbusto desértico Parthenium argentatum, el cual no almacena el látex en laticíferos sino en vacuolas del tallo y las raíces.
Aplicación
1. Durante la respuesta hipersensible, algunos compuestos pertenecientes a los grupos de los alcaloides, los terpenoides y los fenilpropanoides, participan activamente matando directamente al microrganismo patógeno o restringiendo su invasión al resto de la planta.
  1. Al mismo tiempo, otros metabolitos secundarios contribuyen a destruir las especies reactivas de oxígeno que son tóxicas para la misma célula vegetal, las cuales se sintetizan durante las etapas tempranas de la respuesta de defensa.
    1. Los conjugados de fenilpropanoides con aminas se incorporan a la pared celular vegetal para aumentar su rigidez y reducir su digestibilidad por insectos y vertebrados herbívoros. Así mismo, algunos alcaloides son neurotóxicos a insectos y vertebrados herbívoros.
Relación con la Biotecnología
1. Las plantas biosintetizan metabolitos secundarios que no son esenciales para su metabolismo básico, pero que usualmente tienen importantes funciones ecológicas. Algunas de estas moléculas orgánicas se utilizan y comercializan como adi-tivos alimentarios, nutrimentos y fármacos.
2. La biotecnología tiene una fuerte aplicación en el aprovechamiento del metabolismo vegetal, a través del cuál se producen metabolitos secundarios (MS), compuestos de bajo peso molecular que aparentemente no son útiles para las células individuales, sin embargo, a la especie como tal le permite establecer una relación ecológica con el ambiente, estas sustancias pueden o no estar restringidas a taxas particulares, a células es-pecializadas y a fases específicas del desarrollo

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