METABOLITOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS DE LAS PLANTAS

METABOLITOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS DE LAS PLANTASQ.F. AURORA PEA URIBE

Conjunto de reacciones bioqumicas y procesos fsico-quimicos que ocurren en una celula y en el organismo. Son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las clulas: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estimulos, etc.

METABOLISMOSe divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo.

Catabolismo: liberacion de energa; ejemplo la GLUCOLSIS, (degradacin de compuestos como la glucosa),

Anabolismo: Se utiliza la energia liberada para recomponer enlaces qumicos y construir componentes de las clulas como lo son las proteinas y los acidos nucleicos.

El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

METABOLISMOSucesin de reacciones quimicas que conducen de un sustrato inicial a uno o varios productos finales, a travs de una serie de metabolitos intermediarios. Por ejemplo:A B C D EA es el sustrato inicial, E es el producto final, y B, C, D son los metabolitos intermediarios de la ruta metablica.

RUTA METABOLICALas reacciones quimicas de todas las rutas metablicas estn catalizadas por enzimas.Reacciones quimicas ocurren en el interior de las celulas.

Todas las rutas metablicas estn interconectadas y muchas no tienen sentido aisladamente;

Dada la complejidad del metabolismo, su subdivisin en series relativamente cortas de reacciones facilita mucho su comprensin. RUTA METABOLICATipos de rutas metablicas

Rutas catablicas. Glucolisis. Son oxidativasSe libera energa y poder reductor y a la vez se sintetiza ATP.

Rutas anablicas. GLUCONEOGENSIS, CICLO DE CALVIN. Son reductoras Se consume energa (ATP) y poder reductor.

Rutas anfiblicas. Son rutas mixtas, catablicas y anablicas, como el ciclo de krebs, que genera energa y poder reductor, y precursores para la biosintesis.

RUTAS METABOLICASOtra clasificacin de las rutas metablicas puede ser:

Lineales: El sustrato de la primera reaccin (sustrato inicial de la ruta) es diferente al producto final de la ltima reaccin. P.e. glucolisis.RUTAS METABOLICAS

Cclicas. El producto de la ltima reaccin es el sustrato de la reaccin inicial, en estos casos el sustrato inicial de la ruta es un compuesto que se incorpora en la primera reaccin y el producto final de la ruta es algn compuesto que se forma en alguna etapa intermedia y que sale de la ruta. P.e. ciclo de krebs.

Frecuentemente los metabolitos o los productos finales de una ruta suelen ser sustratos de reacciones de otras rutas, por lo que las rutas estn enlazadas entre s formando redes metablicas complejas.

RUTAS METABOLICAS

METABOLITO PRIMARIO

Compuestos qumicos sintetizados por las plantas que intervienen en forma directa en la supervivencia, crecimiento y reproduccin de las plantas.

Procesos qumicos que pertenecen: la fotosntesis, la respiracin, el transporte de solutos, la translocacin, la sntesis de protenas, la asimilacin de nutrientes, la diferenciacin de tejidos, y en general la formacin de carbohidratos, lpidos y protenas que intervienen en estos procesos o son parte estructural de las plantas.

Los procesos que intervienen en el metabolismo primario y sus metabolitos, se encuentran en todas las plantas sin excepcin.

METABOLITO SECUNDARIO

Compuestos qumicos sintetizados por las plantas que cumplen funciones no esenciales en ellas, de forma que su ausencia no es fatal para la planta, ya que no intervienen en el metabolismo primario de las plantas.

Cumplen importantes roles de defensa, atraccin de polinizadores, entre otros (interacciones ecolgicas entre la planta y su ambiente).

Cada uno de ellos tiene una distribucin restringida en el Reino de las plantas, a veces a slo una especie o un grupo de ellas, por lo que muchos de ellos son tiles enbotnica sistemtica.

METABOLITOS DE LAS PLANTASMETABOLITOS PRIMARIOSPolihidroxialdehidos, polihidroxicetonas o compuestos que por hidrlisis se convierten en aquellos.Se componen de carbono, hidrgeno y oxgeno de formula general (CH2O) o mas correctamente Cx(H2O) Tambin son llamados sacridos o glcidosSon elementos energticos, sustancias de reserva.Constituyen los compuestos mas abundantes de las plantas y son el producto de la fotosntesis.

CARBOHIDRATOS

Se dividen en:Osas o azucares simples o monosacridos: gliceraldehido, eritrosa, xilosa, ribosa, galactosa, manosa, glucosa,etc. Osidos o asociaciones: Holsidos: Asociacin de osasHetersidos: Asociacin de osas y sustancias no azcar llamada aglicona o genina.

CARBOHIDRATOS

OSASPequeas molculas de tres a nueve tomos de carbono donde las ms comunes son las pentosas de 5 tomos de carbono y las hexosas de 6 tomos.

Pueden ser cetosas, si tienen en su molcula un grupo cetonico: eritrulosa, ribulosa, fructosa, y aldosas si tienen un grupo aldehdo: eritrosa, arabinosa, glucosa.OSASLos carbohidratos son caracterizados por presentar varios carbonos asimtricos, varias funciones alcohlicas y la presencia de una funcin carbonilada, aldehido o cetona. Las osas simples y los holsidos son considerados metabolitos primarios, o pertenecientes al metabolismo intermediario, pero cuando uno o mas OH son transformados o reemplazados por otros grupos funcionales se consideran metabolitos secundarios (heterosidos).

OSASD-GlucosaSe encuentran presentes en toda las clulas, muy abundante en frutos y en la miel, se encuentra en la composicin de numerosos oligosacridos y polisacridos de los vegetales y ligado a otros metabolitos en forma de glicsidos.

Industrialmente se obtiene por hidrlisis cida del almidn (polmero de glucosa). La glucosa es un alimento energtico que se asimila directamente, presenta un efecto diurtico apreciable.

OSASD-ManitolSe obtiene a partir del man del fresno Fraxinus ornus (fam. Oleaceae)Cuando los rboles tienen unos 10 aos, se realizan cortes transversales en el tronco, producindose una exudacin azucarada, se colecta cuando est suficientemente seca, este man contiene ms del 50% de manitol.El manitol es un diurtico osmtico, se administra va parenteral, el man posee una suave actividad laxante.

D-SorbitolAislado de frutas dulces como peras, manzanas, ciruelas, etc., industrialmente, se obtiene por reduccin cataltica de la glucosa.Tiene una fuerte actividad diurtica y un muy buen poder "Glicogeno formador", su mayor empleo es como regulador de funciones digestivas y del transito intestinal. En la industria sirve de base en la preparacin de cido ascrbico (vitamina C).

OSASD-Fructosa o levulosaExiste en su estado libre en frutos y la miel (40-70%), hace parte de casi todos los oligosacridos de plantasSe obtiene principalmente por hidrlisis de la sacarosa (glucosa + fructosa) o de la inulina sustancia de reserva abundante en las Compuestas donde la principal es la Inula helenium especie de dalia.Es usada como edulcorante en la alimentacin parenteral, principalmente en pacientes diabticos.OSASD-Fructosa o levulosa

Existe en su estado libre en frutos y la miel (40-70%), hace parte de casi todos los oligosacridos de plantas

Se obtiene principalmente por hidrlisis de la sacarosa (glucosa + fructosa) o de la inulina sustancia de reserva abundante en las Compuestas donde la principal es la Inula helenium especie de dalia.

Es usada como edulcorante en la alimentacin parenteral, principalmente en pacientes diabticos.OSASDEOXIAZUCARES:

Son aldosas en las cuales uno o ms grupos OH han sido reemplazados por hidrgeno.

Son abundantes en la naturaleza: L-ramnosa (6-deoxi Lmanosa), se encuentra frecuentemente en hetersidos (flavnicos, antracnicos, cardiotnicos) y condensado en gomas y muclagos; Fucosa (6-deoxi galactosa), constituyentes de muchos polisacridos, glicoproteinas y glicsidos vegetales. Existen algunas en los hetersidos cardiotnicos como el caso de L-thevetsido de Thevetia peruviana y la D-digitalosa de Digitalis purpurea.

OSASTioazcares Se conocen como tioglicsidos, son aquellos azcares donde el oxgeno glicosdico es reemplazado por azufre, como es el caso de la siringina aislada de las semillas de mostaza negra.

Los cidos urnicos. Son aquellos azcares derivados de las aldosas (aldurnicos) donde el carbono terminal es oxidado a cido, como ejemplo son los glucornicos aislados de algas marinas y de algunos animales.(Ac. Glucurnico)

Holsidos las asociaciones de osas pueden ser:disacridos unin de dos osas, oligosacridos asociacin de 3 a 10 osas polisacridos mas de 10 osas (polmeros de osas).

OSIDOSHolosidosFormado porSe encuentra enDisacarosamaltosalactosacelubiosaglucosa - fructosaglucosa - glucosaglucosa - galactosaglucosa - glucosaazcar de caa, remolachahidrlisis de fculaazcar de la lechedesdoblamiento de la celulosaTritreolosarafinosagencianosaglucosa - glucosa - glucosagalactosa-glucosa-fructosaglucosa-glucosa-fructosacornezuelo, levadurasemillas ej. algodnsemillas de Gentiana sspTetraestaquiosa omanotetrosagalactosa - galactosa -glucosa - fructosatubrculos de Stachys japonicaPropiedades Fsicas.

La presencia de varios grupos hidroxilo en los azucares simples permite una gran solubilidad en agua, menos solubles en etanol y algo solubles en etanol con agua caliente.

Insolubles en solventes orgnicos.La solubilidad de los polisacaridos vara enormemente, las substancias pcticas son solubles en agua caliente a menos que constituyan un complejo con Calcio, las gomas, mucilagos, beta glucanos son solubles en agua.

PROPIEDADES DE LOS CARBOHIDRATOSLa celulosa, algunos mananos y xilanos, hemicelulosa.- insolubles en agua, en general los polisacridos son insolubles en alcoholes acuosos con fuerzas por arriba de 75 a 80% (v/v).

Los monosacridos tienenlapropiedad dedesviarlaluz polarizada, propiedad que leconfieresucarbono asimtrico(estereoisomera),lo que conduce a la existencia de numerosos isomeros llamndosedextrgiros ( D) los que ladesvan hacia laderecha y levgiros (L), hacia laizquierda dependiendo de la configuracin del aldehido de origen :L(-)-gliceraldehidoD(+)-gliceraldehidoPOPIEDADES FISICASPropiedades quimicas:Los monosacridos son sustancias reductoras, particularmente en medio alcalino. Los gruposaldehdo o cetona son responsables de esta propiedad.

El grupo ceto o aldehdo reducirn soluciones alkalinas de sales metlicas al metal xido o libre lo que se usa para las reacciones de identificacion.

El almidn forma un complejo insoluble con el yodo en solucin de nacl/ki.

La mayora de los polisacridos son sujetos a la hidrlisis en presencia de cidos diluidos.

MTODOS QUMICOS

MTODO FLUORIMTRICO

MTODOS ENZIMTICOS

CROMATOGRAFA DE GASES

CROMATOGRAFA LQUIDA

MTODOS FSICOSMTODOS DE ANLISIS DECARBOHIDRATOSMetodo de Reaccion:Identifica:Coloracion:FehlingPara azucares reductores monosacaridos Cambio de coloracion de azul a rojoPrueba de MolishPara carbohidratos de mas de 5 atomos de CAnillo color purpura (violeta rojizo)Prueba de BarfoedMonosacaridos reductores (lactosa, galactosa)Precipitado rojo ladrilloPrueba de Bial pentosasCambio a color verde azuladoReaccion de SeliwanoffCetosas de 5 o mas carbonos (fructosa)Rojo purpuraLugolalmidonAzulBenedictSustancias reductoras con carboxilos libresPrecipitado Rojo ladrilloREACCIONES DE INDENTIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS

Reacciones de Identificacion de carbohidratos

METABOLITOS SECUNDARIOSGLUCOSIDOSCompuestos qumicos sintetizados por las plantas que cumplen funciones no esenciales en ellas, de forma que su ausencia no es fatal para la planta, ya que no intervienen en elmetabolismo primario de las plantas.

Cumplen importantes roles de defensa, atraccin de polinizadores, entre otros (interacciones ecolgicas entre la planta y su ambiente).

Cada uno de ellos tiene una distribucin restringida en el Reino de las plantas, a veces a slo una especie o un grupo de ellas, por lo que muchos de ellos son tiles enbotanica sistematica.

METABOLITOS SECUNDARIOS DE LAS PLANTAS

GLICOSIDOS

Losglucsidossonmoleculascompuestas por glucido(generalmentemonosacaridos) llamado glicona y un compuesto no glucdico, llamado genina o aglicona. Formalmente, un glucsido segn laIUPAC (Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada), es cualquier molcula en la cual un glcido se enlaza a travs de sucarbono anomericoa otro compuesto de diferente naturaleza qumica, mediante unenace O-glicosidicoo un enlace S-glicosidico.

Muchos autores requieren que el glcido est enlazado a una molcula que no sea glcido, para que la molcula califique como glucsido.

GLICOSIDOSLos glucsidos se clasifican dependiendo de la estructura de la glicona y de la aglicona, siendo la ltima, la ms importante y til en bioqumica y farmacologa, siendo los mas importantes:GLUCOSIDOS ANTRAQUINONICOSGLUCOSIDOS CADIOTONICOSGUCOSIDOS FENOLICOSSAPONINASGLUCOSIDOS CIANOGENICOSCLASIFICACIONLos cardioglucsidos, tambin llamados glucsidos cardiotnicos, son sustancias de gran importancia en la regulacin de la actividad cardiaca (en dosis nfimas); ejemplo de los glucsidos de la digital.

En su estructura, la aglicona es un ncleo esteroideo. En base a su estructura qumica, se dividen en cardenlidos (digital, adonis, lirio de los valles) y butadienoles (raz del elboro).

Se encuentran en plantas de los gnerosdigitalis, scilia,y Strophanthusy de la familia Apocynaceae. Se utilizan en el tratamiento de las enfermedades cardacas como arritmiay fallo cardiaco.GLUCOSIDOS CARDIOTONICOS

Contienen una aglicona derivada de la antraquinona.

Las antraquinnas son sustancias qumicas a base de una serie de pigmentos cristalinos muy frgiles. Entre los azcares de que se componen se distinguen la glucosa, ramnosa y arabinosa.

Estos glucsidos se activan mediante las enzimas que producen las bacterias intestinales, desarrollan en el intestino grueso una accin laxante o purgante, actuan mediante la estimulacin de los movimientos peristlticos del intestino, y una inhibicin de la absorcin de agua por el organismo.Glucsidos antraquinnicos

Estn presentes el ruibarboy los gnerosaloey Rhamnus.

La aglicona tiene una estructura fenlica simple.

Se el encuentra en los arandanos.

Se les engloba muchas veces entre las sustancias aromticas, pues pertenecen a un grupo de sustancias de efectos, y a menudo tambin de aroma, muy caractersticos.

Tiene un efectoantiseptico urinario.Glucsidos fenlicos simples

Los arndanos son productores de glucsidos fenlicosLa genina del glucsido cianogentico es una sustancia muy activa (txica). Est formado por un compuesto cianhdrico ligado a un azcar.

Se descompone por la accin enzimtica en cido cianhdrico libre, un potente veneno soluble en agua, tambin por la saliva mediante la masticacin.

La aglicona contiene un grupocianuroy el glucsido puede generar el venenosoacido clorhidrico. Un ejemplo de stos es la amgdalina, un glucsido particular de las almendras.

Los glucsidos cianognicos se pueden encontrar en las semillasde los frutos (y en las hojas marchitas) de la familiarosacea( cereza, manzan, ciruela, almendras, duraznos, etc).

Glucsidos cianognicos

Las hojas del cerezo producen glucsidos cianogenticosLos glucsidos saponnicos, tambin llamados saponinas o sapogeninas, son derivados terpnicos que agitados en el agua producen espuma semejante al jabn.

Producen la hemlisis de los glbulos rojos (eritrocitos), por lo cual son muy dainas si se inyecta directamente en sangre ; a causa de esto algunas plantas no son tiles en medicina;.

Se han utilizado mucho como agentes limpiadores y como espumantes, especialmente en lquidos de extincin de incendios.

Saponinas

La flor del gordolobo Algunos de stos azcares son utilizados como materias primas para sintetizar hormonas esteroides.

Algunas plantas con alto contenido glucsidos saponnicos son: hoja de acacia, castao de indias, ginseng, raz de saponaria o jabonera, violeta y zarzaparrilla.Tienen ademas un efecto expectorantey se han estudiado sus efectos sobre el control del colesterol en la sangre.SAPONINAS