licenciatura en ciencias ambientales - agro.uba.ar · aclimatación (plasticidad fenotípica)...
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Ubicación
•Tercer año (Ciclo Profesional) (2003)• Cuarto año (2008) • Bimestral• Otorga 3 créditos (16 clases – 2 clases semanales durante 8 semanas)
Ubicación
•Tercer año (Ciclo Profesional) (2003)• Cuarto año (2008) • Bimestral• Otorga 3 créditos (16 clases – 2 clases semanales durante 8 semanas)
Correlativas en condición regular
Ecología (aprobadas: Botánica agrícola, Climatología agrícola, Edafología y Fisiología de las plantas). Genética (aprobadas: Modelos estadísticos y Fisiología de las plantas)
Correlativas en condición regular
Ecología (aprobadas: Botánica agrícola, Climatología agrícola, Edafología y Fisiología de las plantas). Genética (aprobadas: Modelos estadísticos y Fisiología de las plantas)
Generalidades de la materia
Evaluación
• Cumplir un 75% de asistencia a las clases.• Dos parciales, con opción a un recuperatorio.• Promoción: nota ambos parciales ≥ 6, asistencia ≥ 75 %• Regular: nota ambos parciales ≥ 4, asistencia ≥ 75 %• Asistencia Cumplida: asistencia ≥ 75 %
Evaluación
• Cumplir un 75% de asistencia a las clases.• Dos parciales, con opción a un recuperatorio.• Promoción: nota ambos parciales ≥ 6, asistencia ≥ 75 %• Regular: nota ambos parciales ≥ 4, asistencia ≥ 75 %• Asistencia Cumplida: asistencia ≥ 75 %
Fundamentación
• Nexo entre las materias del Ciclo General y las del Ciclo Profesional, empleando los conocimientos básicos para entender el funcionamiento de las plantas en sistemas más complejos.
• Funcionamiento de los procesos fisiológicos en condiciones naturales, con énfasis en las conexiones bióticas y entre plantas y otros niveles tróficos.
• Elementos básicos de Ecología Molecular
Fundamentación
• Nexo entre las materias del Ciclo General y las del Ciclo Profesional, empleando los conocimientos básicos para entender el funcionamiento de las plantas en sistemas más complejos.
• Funcionamiento de los procesos fisiológicos en condiciones naturales, con énfasis en las conexiones bióticas y entre plantas y otros niveles tróficos.
• Elementos básicos de Ecología Molecular
Generalidades de la materia
Generalidades de la materia
Objetivos
• Comprender el funcionamiento de procesos ecofisiológicos, con énfasis en las conexiones bióticas y entre plantas y otros niveles tróficos.
• Entender las bases fisiológicas y moleculares de estos procesos y apreciar sus implicancias funcionales.
• Entender los mecanismos que determinan las respuestas ecofisiológicas de las plantas a factores múltiples de estrés.
• Adquirir los elementos básicos para inferir y predecir las respuestas de las plantas a cambios en los factores ambientales en distintas escalas de percepción y complejidad.
Objetivos
• Comprender el funcionamiento de procesos ecofisiológicos, con énfasis en las conexiones bióticas y entre plantas y otros niveles tróficos.
• Entender las bases fisiológicas y moleculares de estos procesos y apreciar sus implicancias funcionales.
• Entender los mecanismos que determinan las respuestas ecofisiológicas de las plantas a factores múltiples de estrés.
• Adquirir los elementos básicos para inferir y predecir las respuestas de las plantas a cambios en los factores ambientales en distintas escalas de percepción y complejidad.
Generalidades de la materia
Examen recuperatorio
Examen integrador
Repaso e integración general de la asignatura. Consultas previas al parcial
Procesos ecofisiológicos a nivel de canopeo - Intercepción y uso de la radiación
Procesos ecosistémicos y globales - Influencia del CO2 y la temperatura
Estrés abiótico: influencia del UV-B e implicancias sobre las interacciones bióticas
Integración Unidades 1 a 3 - Examen parcial.
Interacciones entre plantas y microorganismos benéficos
Percepción y respuestas en interacciones planta-patógeno
Interacciones entre competencia y herbivoría
Percepción y respuestas a la herbivoría
Percepción y respuestas a la competencia
Introducción - Concepto de estrés - Percepción de señales, transducción, respuestas
Tema
http://www.agro.uba.ar/users/ecofisio/cartelera.htmhttp://www.agro.uba.ar/users/ecofisio/cartelera.htm
Lambers, Cap. 1
Definiciones. Orígenes de la ecofisiología. Concepto de filtros. Estrés. Respuestas a factores ambientales en distintas escalas de tiempo: Respuesta inmediata; aclimatación; adaptación. Recursos, condiciones, señales. Efectos y respuestas en las relaciones entre las plantas y el ambiente.
1
Unidad 1 Influencia de los factores ambientales sobre los procesos ecofisiológicos
CONTENIDOS DE LA MATERIA
1) Definiciones – Concepto de estrés
Percepción: algunos tipos de receptores
Transducción: ejemplos comunes en plantas
Respuestas: 1) tipos generales de respuestas
2) metabolismo secundario
2) Señales del ambiente
Ecofisiología:
Observaciones ecológicas < -- > Procesos fisiológicos
Patrones ecológicos < -- > Genes y moléculas(ecología molecular)
Orígenes
BiogeografíaAgriculturaEcología – estudios de impacto (CO2, UV, etc.)
Definiciones
Bases del conocimiento
Experimentos: Para qué los hacemos?
Correlaciones: Qué valor informativo tienen?
Definiciones
X
Y
Factores ambientales
Recursos: lo que un organismo usa o consume para su crecimiento y mantenimiento. Al hacerlo, reduce la disponibilidadde ese recurso para otros organismos (vg. Competencia) (p. ej., agua, luz, nutrientes).
Condiciones: factores del ambiente que afectan el crecimiento delorganismo pero que no son usados o consumidos (temp, pH, etc.)
Señales: factores del ambiente que el organismo usa como fuentede información (ej. dT, R:RL, fotoperíodo). Pueden ser recursos ocondiciones.
Definiciones
Estrés
Factor del ambiente (biótico o abiótico) que reduce la tasa de un procesofisiológico (crecimiento, fotosíntesis) respecto de la potencial.
Definiciones
Operativamente:
FACTOR QUE RESTRINGE EL CRECIMIENTO
(Grime)
No existe una definición externa e independiente del tipo de requerimientos de una planta. Lo que es un nivel adecuado de un factor para una especie puede ser un exceso para otra.
Nivel de unProceso (ej,Fotosíntesis)
0
1
Agua disponible en el suelo (PMP-CC)
100
Déficit = Precipitacion < ET
ESTRÉS
DEFICIT
Definiciones
Déficit no es sinónimo de estrés
Respuestas de las plantas al estrés
Se distinguen tres respuestas distintas de las plantas al estrés en función del cambio en la escala temporal:
1. Respuesta al estrés
Efecto negativo inmediato sobre un procesos fisiológico
2. Aclimatación (plasticidad fenotípica)
Ajuste morfológico y fisiológico de la planta individual (p. ej., compensa la caída en la tasa de un proceso luego de la exposición al agente de estrés)
3. Adaptación
Respuesta evolutiva que resulta de un cambio en la frecuencia génica de una población, tendiente a una compensación morfológica y fisiológica ante la caída en el desempeño de un proceso en condiciones de estrés
segundos – horas(órganos)
días – semanas(ciclo de vida de un individuo)
Tiempo evolutivo(varias generaciones)
Definiciones
Tas
a d
el P
roce
so
Min Día Mes Generación TiempoEvolutivo
Estrés
Respuesta al estrés
Aclimatación
AdaptaciónCompensaciónHomeostática
Definiciones
Respuestas de las plantas al estrés
FACTORES MÚLTIPLES DE ESTRÉS
DÉFICIT HÍDRICO
(P < 100 mm) DÉFICIT NUTRICIONAL
ESTRÉS LUMÍNICOESTRÉS TÉRMICO (heladas)
Factores múltiples de estrés
Factores múltiples de estrés
Marcos teóricos para el análisis del efecto de factores múltiples
1. Factores limitantes (Liebig, s. XIX)
Las plantas están limitadas por un factor a la vez; aquel que es mas escaso en términos de requerimientos relativos
Nivel de un factor
resp
uesta
Respuesta lineal, el proceso está limitado porel factor
Respuesta no lineal,Comienza a estar limitado por otro factor(disminuye eficiencia)
SUPUESTO PRINCIPAL: Efectos aditivos e independientes, no hay interacciones entre factores
Nitrógeno relativo (%)
Bio
masa p
or
Pla
nta
(g
)
Fósforo al 100 %
Fósforo al 15 %
Existe respuesta al segundo factor aúna niveles muy bajos de N
Salisbury, 1975 en: Salisbury & Ross, 2000. Fisiología de las Plantas
Factores múltiples de estrés
Marcos teóricos para el análisis del efecto de factores múltiples
2. Limitaciones múltiples o colimitación
Factores múltiples de estrés
Ejemplos de interacciones
1. Ante una limitación por N, el agregado de P puede promover el crecimiento en profundidad de raíces y permitir a la planta acceder a N que se encuentra a mas profundidad.
2. El aumento de la disponibilidad de agua acelera la mineralización microbiana de N y facilita el flujo de nutrientes del suelo a la planta, etc.
3. Limitaciones nutricionales restringen la tasa de crecimiento de las plantas y evitan el agotamiento rápido de la reserva de agua en situaciones que dependen del agua acumulada en el suelo (ej. clima mediterráneo).
4. Déficit hídrido protege a plantas de heladas: producción de moléculas “de protección” (e.g. dehidrinas, heat shock proteins); las heladas producen efectos semejantes al stréss hídrico.
5. Compuestos protectores frente a alto UV pueden tener funciones anti-herbívoro.
Señales del ambiente:percepción, transducción y respuestas
Percepción: algunos tipos de receptores
Transducción: ejemplos comunes en plantas
Respuestas: 1) tipos generales de respuestas
2) metabolismo secundario
Señales del ambiente: introducción
Las plantas perciben señales del medio que las rodea, y son capaces de integrar
una multitud de estímulos y generar respuestas complejas a dichos estímulos.
Señales del ambiente: introducción
Existen una enorme cantidad de factores,
bióticos y abióticos, que pueden afectar el
crecimiento y desarrollo de las plantas.
El estudio de la influencia de los factores
ambientales se puede estudiar a distintos
niveles de organización: ecosistema,
población, individuo, o …
Señales del ambiente: introducción
… a nivel celular.
Los eventos que ocurren en las
células pueden agruparse en:
Percepción de la señal
Cadena de transducción
de la señal
Respuestas
Señales del ambiente: Percepción
• Para que se genere una respuesta a una señal, es necesario en
primer lugar detectar la señal.
• En algunos caso la señal puede ser percibida en forma relativamente
inespecífica (ej., daño generado por radiación UV-B) o ser la consecuencia
de otro proceso (por ej. las relaciones NAD+/NADPH o ADP/ATP, que son
modificadas por la luz).
• Para una gran cantidad de estímulos existen receptores
específicos.
Señales del ambiente: Percepción
Los receptores pueden
• estar asociados a membranas
• ser solubles
• reversibles
• saturables
• selectivos
Señales del ambiente: Percepción
Tres tipos comunes de receptores:
(A) Ligados a proteína G
(B) Ligados a enzima
(C) Canales iónicos
Señales del ambiente: Percepción
La proteína G puede activar enzimas, por ejemplo las fosfolipasas C y A
Ejemplo 1:
activación de
fosfolipasas C
mediante
proteína G
(A) Ligados a proteína G
Señales del ambiente: Percepción
(A) Ligados a proteína G
La proteína G puede activar enzimas, por ejemplo las fosfolipasas C y A
Ejemplo 2: activación
de fosfolipasas A
mediante proteína G
Señales del ambiente: Percepción
(B) Ligados a enzima
Ejemplo 1: receptor de etileno
(autofosforilación)
Señales del ambiente: Percepción
(B) Ligados a enzima
Ejemplo 2: receptor de R:RL (autofosforilación)
Señales del ambiente: Percepción
(B) Ligados a enzima
Ejemplo 3: receptores de auxinas y ácido jasmónico (E3 ligasas)
Auxinas
Ácido Jasmónico
Señales del ambiente:percepción, transducción y respuestas
Percepción: algunos tipos de receptores
Transducción: ejemplos comunes en plantas
Respuestas: 1) tipos generales de respuestas
2) metabolismo secundario
Señales del ambiente: Transducción
Existe una gran cantidad de moléculas involucradas en la
transducción de las señales (mensajeros secundarios)
Dos de los principales elementos en las cadenas de
transducción de señales en plantas son:
• el Ca2+
• las quinasas de proteínas
Señales del ambiente: Transducción
• el Ca2+
Al ser un mensajero
secundario importante en
numerosas respuestas, las
concentraciones
citoplasmáticas de Ca2+ se
encuentran altamente
reguladas, y presentan
valores relativamente
bajos.
Señales del ambiente: Transducción
• el Ca2+
En respuesta a una señal se
abren los canales de Ca2+,
y éste difunde según su
gradiente electroquímico
Ca2+ ATPasas y
probablemente antiportes
Ca2+/H+ restauran los
valores citoplasmáticos
Señales del ambiente: Transducción
• el Ca2+
Onda de Ca2+ generada en un tejido a partir de la
aplicación de estrés por frío en un cotiledón (asterisco
en la primera foto)
Señales del ambiente: Transducción
• el Ca2+
¿Cómo es posible que un mismo mensajero secundario esté involucrado en la transducción de
distintas señales, y producir distintas respuestas?
En parte es debido a diferencias del lugar donde ejerce su acción (distintos tejidos, edad,
momento del ciclo de vida de la planta, presencia de otros mensajeros secundarios, etc.)
Se sabe o se piensa que el calcio está involucrado en la transducción de las señales de:
golpes, viento, shock térmico, elicitores fúngicos, daño mecánico, estrés
oxidativo, luz roja, luz azul, anaerobiosis, ABA, campos eléctricos, estrés
osmótico, nutrición mineral
Señales del ambiente: Transducción
• el Ca2+
Por otro lado, la intensidad, duración, posición intracelular o patrón de oscilación de la
“onda de Calcio” pueden ser característicos en una determinada señal.
Señales del ambiente: Transducción
• las quinasas de proteínas (protein-kinases)
Son proteínas capaces de fosforilar y de esta manera alterar la actividad de otras proteínas.
Transfieren un fosfato desde el ATP a
residuos aminoacídicos (serina, treonina
o tirosina) de las proteínas blanco
Su efecto está controlado por fosfatasas
específicas que remueven el fosfato
agregado
Suelen existir cadenas de fosforilaciones
secuenciales
Señales del ambiente: Transducción
• las quinasas de proteínas (protein-kinases)
¿Por qué sería necesaria la existencia de
numerosos elementos en la cadena de
transducción de una señal, en lugar de una
respuesta directa (p. ej., que un receptor
active directamente a un determinado gen)?
• Una quinasa activada puede fosforilar a
cientos de sustratos, amplificando una señal
débil.
• La especificidad de las distintas quinasas
es variable. En general las MAPKKK son
capaces de fosforilar numerosos sustratos,
mientras que las MAPK son mucho más
específicas. Esto permite que las distintas
señales no generen respuestas lineales sino
que se genere una red en las cadenas de
transducción.
Señales del ambiente: Transducción
• Las dos figuras de abajo pretenden enfatizar que las respuestas no son lineales. Una
misma señal puede activar varias vías de señalización, distintas señales pueden activar la
misma vía, y la transducción de distintas señales, al tener actores comunes, pueden
interaccionar entre sí (“cross talk”).
Señales del ambiente:percepción, transducción y respuestas
Algunos aspectos comunes en las redes que controlan respuestas plásticas de las plantas
• Señalización redundante
• Activación de respuestas por inactivación de elementos represores
• Modulación de la respuesta por mecanismos de feedback negativo
Bal
laré
2009
, PC
E
Señales del ambiente:percepción, transducción y respuestas
Percepción: algunos tipos de receptores
Transducción: ejemplos comunes en plantas
Respuestas: 1) tipos generales de respuestas
2) metabolismo secundario
Señales del ambiente: Respuestas
Las señales percibidas por las plantas
generan respuestas, es decir cambios en
algún/os atributo/s.
Señales del ambiente: Respuestas
Si un perro tiene sed, busca un lugar para
tomar agua.
Si encuentra un
competidor, ladra.
Las plantas son organismos sésiles (sujetos a
un sustrato), lo que limita en gran medida las
respuestas comportamentales que son capaces
de desarrollar.
Sin embargo, a pesar de la imposibilidad de
cambiar de lugar, son capaces de una enorme
cantidad de respuestas que les permiten ajustar
su fenotipo a las condiciones ambientales en las
que se desarrollan.
Señales del ambiente: Respuestas (morfológicas)
A diferencia de los animales, que nacen básicamente ya desarrollados
y en gran medida solamente aumentan su tamaño a lo largo de su
vida, …
… las plantas crecen y se
desarrollan a lo largo de
toda su vida.
En gran medida esto es
posible gracias a su
estructura modular
(fitómeros).
Señales del ambiente: Respuestas (químicas)
Algunas de las respuestas a señales del ambiente fueron cubiertas en la materia
Fisiología de las Plantas. En general (aunque no exclusivamente) eran respuestas
asociadas al metabolismo primario.
Metabolitos primarios: se encuentran en todas las plantas y cumplen funciones
metabólicas esenciales.
Si bien no existe una diferencia clara y concisa entre metabolismo primario y
secundario, en forma muy general se puede utilizar la aproximación que sigue.
Metabolitos secundarios (productos naturales): con estructuras enormemente
variables, en general se encuentran presentes en grupos taxonómicos limitados, no
cumplen funciones metabólicas esenciales, pero tienen un desempeño preponderante
en las interacciones ecológicas de las plantas con el ambiente.
Señales del ambiente: Respuestas (morfología vs. química)
De: KERRY L. METLEN, ERIK T. ASCHEHOUG & RAGAN M. CALLAWAY, PCE 2009
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Los metabolitos secundarios son extraordinariamente
diversos en estructura. De la misma manera, su función
incluye un muy amplio abanico de roles ecológicos.
• Los principales grupos de metabolitos secundarios son tres:
terpenoides, alcaloides y compuestos fenólicos.
• Se encuentra descriptos alrededor de 25.000
terpenoides, 12.000 alcaloides y 8.000 fenólicos.
• Entre muchos otros roles, se pueden mencionar:
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
• Colores de flores (muchos compuestos fenólicos)
• Olores (muchos terpenoides)
• Compuestos antiherbívoros (tóxicos) (alcaloides, fenólicos,
terpenoides)
• Compuestos antifúngicos/antimicrobianos. Por ejemplo
taninos y ligninas (fenólicos).
• Interacción con organismos del suelo, por ejemplo
nematodos o rhizobium (flavonoides).
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Además de la gran cantidad de roles ecológicos realizados por
los metabolitos secundarios, revisten mucha importancia para
el hombre.
Los cultivos son fuente de energía y biomasa (proteínas,
lípidos, hidratos de carbono, macro y micronutrientes). Estas
funciones son cumplidas en gran medida por los productos
del metabolismo primario de las plantas.
Pero no hay que olvidar la importancia de los compuestos
naturales en la vida y la historia de la humanidad: especias,
hierbas aromáticas, lociones, remedios, etc.
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Terpenoides Alcaloides Fenólicos
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos ~ 12.000 compuestos ~ 8.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
COOH
NH2
Derivan de la fenilalaninaOrigen diverso
Bonus: ejemplos de metabolitos secundarios
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Terpenoides
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
Isopentenil PP Dimetil alil PP
OPP OPP
Geranil geraniol PP Farnesil PP EscualenoFitoeno
OPP OPP
OPP
Monoterpenos(C10)
Diterpenos(C20)
Sesquiterpenos(C15)
Triterpenos(C30)
Tetraterpenos(C40)
2X2X 2X
Geranil PP
La estructura básica de los terpenoides se encuentra
generada por polimerización, cuyas unidades básicas
son dos isómeros de 5 carbonos (IPP y DMAPP)
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Terpenoides
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
Los monoterpenos suelen ser volátiles.
Muchos con olores cítricos.
Monoterpenos(C10)
Citral A
CHO
Geraniol
CH2OH
Linalol
OH
LimonenoAlcanfor
O
β-pinenoα-pineno
Citronelal
CHO
Cineol
O
LemongrassIrritante.
Bergamot, carrot, coriander, lavender, lemon, lime, nutmeg, orange, rose, blueberry and blackberry Geranio.Olor a rosas. Antioxidante. Repelente de insectos. Posible acción anticancer. Perfumería. Señalización en abejas.
cilantro, bergamota, menta, laurel, canela, cítricos. Olor agradable
Cítricos.Olor de cítricos.
Cinnamomum camphora. Repelente de insectos, antimicrobiano, bálsamo (similar al mentol).
Eucalyptus, Cymbopogon.Insecticida.
Pinos.Insecticida.
Cymbopogon citratus
Eucayptus citriodora
Cardamomo, eucaliptus.Cocina, perfumería, reduce inflamaciones. Atractandede abejas en orquídeas.
Elettaria cardamomum
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Terpenoides
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
Los diterpenos dan origen a moléculas
sumamente importantes para las plantas
Diterpenos(C20)
Geranil geraniol PP
OPP
Fitol
CH2OH
CH2OPP
Copalil PP
Kaureno
COOHCHO
GA12-aldehído
Giberelinas
Ácido abiético. Pinos.Insecticida. Componente primario de la resina inducida por daño en grandfir (Abies grandis).
SireninaCH2OH
H2OH
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Terpenoides
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
Los sesquiterpenos son en
general muy volátiles.
Varias coníferas. Olor de manzana verde. Repele insectos. Feromona de algunos insectos. En manzana se induce por etileno
Farneseno
Sesquiterpenos(C15)
Muy variados.Cítricos. Insecticida, antimicrobiano, feromona de algunos insectos.
(+)-germacreno
Matricaria recutita.Anti-irritante, fragancia floral, aumenta la penetración cutánea. Antimicrobiano.
Bisabolol
OH
Matricaria recutita
Varias coníferas.Feromona de hongos.Atrae las gametas masculinas.
Cedrol
OH
Varias coníferas.Efecto sedante.
Biciclogermacreno
ZingilberenoSesquifelandreno
β-bergamoteno
α-bergamoteno Cariofileno HumulenoEndesmol
OH
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Terpenoides
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
Triterpenos(C30)
Solanáceas. Induce apoptosis en células cancerosas del páncreas. Antioxidante. Antiinflamatorio.
OH
Taraxasterol
N
OGal
Gluc
Rhamα-solanina
O
OGal
N
GlucGlucXyl
Tomatina
Solanáceas. Dos glicoalcaloidesderivados de triterpenos. Gusto amargo. Tóxicos.
Tetraterpenos(C40)
β-caroteno
OH
OH
O
O
Violoxatina
ZeaxatinaOH
OH
Ácido absícico(ABA)
OOH
OHO
Licopeno
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Terpenoides Alcaloides Fenólicos
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos ~ 12.000 compuestos ~ 8.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
COOH
NH2
Derivan de la fenilalaninaOrigen diverso
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Fenólicos
~ 8.000 compuestos COOH
NH2
Derivan de la fenilalanina
C6 C3
Fenólicos sencillos Flavonoides
Taninos condensadosLigninas
C6 C3 C6 C1
C6 C3n
C6 C3 C6
C6 C3 C6n
COOH
NH2
Fenilalanina
COOH
Ác. cinámico
PAL
CHS
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Fenólicos
~ 8.000 compuestos COOH
NH2
Derivan de la fenilalanina
CumarinasCumarinas
O
OH
O
Umbeliferona
O
O
Cumarina
O
O
H3COOH
Escopoletina
Aegopodium
Dipteryx odorata
Avena sativa Muchas. Amarillo. Controla bacterias. Antifúngico. Regula la presión sanguínea.
Apiáceas (umbelíferas). Zanahoria, coriandro. Amarillo. Protector solar (UV). Se usa en lociones.
Varias - Dipteryx odorata (árbol leguminoso del trópico), lavanda. Pesticida, funguicida. Tóxico para humanos.
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Fenólicos
~ 8.000 compuestos COOH
NH2
Derivan de la fenilalanina
Flavonoides
O
O
OH
OH
OH
FLAVONA
O
O
OH
OH
OH
OH
FLAVONOL
O
O
OH
OHOH
ISOFLAVONA
O+
OH
OH
OH
O-Azucar
ANTOCIANINA
O+
OH
OHOH
ANTOCIANIDINA
PelagordinaCianidinaDelfinidinaPeonidinaPetunidina
4´-OH3´-OH, 4´-OH3´-OH, 4´-OH, 5´-OH3´-OCH3, 4´-OH3´-OCH3, 4´-OH, 5´-OCH3
Estructura básica dedistintos flavonoides
COOH
OH
Ác. p-cumárico
OH
O
OH
OH
OH
Tetrahidroxichalcona
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
Quercetina
O
O
OH
OH
OH
O-Rutinosido
OH
Rutina
O
O
OH
OH
OH
OH
Kaempferol
3 Malonil-CoA
CHS
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Fenólicos
~ 8.000 compuestos COOH
NH2
Derivan de la fenilalanina
Flavonoides
O
O
OH
OH
OH
FLAVONA
O
O
OH
OH
OH
OH
FLAVONOL
O
O
OH
OHOH
ISOFLAVONA
O+
OH
OH
OH
O-Azucar
ANTOCIANINA
O+
OH
OHOH
ANTOCIANIDINA
PelagordinaCianidinaDelfinidinaPeonidinaPetunidina
4´-OH3´-OH, 4´-OH3´-OH, 4´-OH, 5´-OH3´-OCH3, 4´-OH3´-OCH3, 4´-OH, 5´-OCH3
Estructura básica dedistintos flavonoides
Ejemplos de antocianas
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Flavonoides
Has
san
& M
athe
sius
, JE
B 2
012
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
FenilpropanoidesFenilpropanoides FlavonoidesFlavonoides
CumarinasCumarinasLigninasLigninas TaninosTaninos
Terpenoides Alcaloides Fenólicos
SesquiterpenosSesquiterpenos
DiterpenosDiterpenos
TriterpenosTriterpenos
~ 25.000 compuestos ~ 12.000 compuestos ~ 8.000 compuestos
TetraterpenosTetraterpenosMonoterpenosMonoterpenos
OPPDerivan del isopentenil pp
COOH
NH2
Derivan de la fenilalaninaOrigen diverso
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Alcaloides
~ 12.000 compuestos
Origen diverso
Aislada por primera vez en 1806 por Friedrich Sertürner
Los alcaloides son un grupo muy
numeroso y variado de compuestos que
contienen nitrógeno, en general en
anillos heterocíclicos.
Las rutas biosintéticas por las que se
generan los alcaloides en plantas son
extremadamente diversas.
El uso de la morfina es muy antiguo.
Diosa del sueño, 1200 A.C.
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Geranil PPOPP Terpenos(C10)El que sigue es un ejemplo de
alcaloides derivados de un único
precursor (Estrictosidina).
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Catharanthus roseus
Vinblastina: Varias. Se une a la tubulina, e inhibe la formación de microtúbulos. Se usa en quimioterapia. Se investiga bastante.
Ajmalicina: Rauwolfiaserpentina, Catharanthusroseus. Antimicótico.
Rauwolfia serpentina
Cinchona sp.
Quinina: Cinchona sp. (Árbol de sudamérica). Antimalaria. Analgésico. Antiinflamatorio.
Señales del ambiente: Respuestas – Metabolismo secundario
Catharanthus roseus
Strychnos nux vomica
Pausinystalia yohimbe
Vinca minor
Estricnina: Strychnos nuxvomica. Extremadamente tóxico. Sistema nervioso. Muy amargo (1ppm). Roedores.
Yohimbina: Catharanthus roseus(Vicaria. Pequeño arbusto perennifolio de hasta 60 cm de altura), Pausinystalia yohimbe (árbol africano). Aumenta la presión sanguínea y el ritmo cardíaco. Dicen que sirve para tratar la disfunción eréctil.
Vincamina: Vinca minor, Catharanthus roseus. Vasodilatador, incrementa el flujo sanguíneo hacie el cerebro.
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