Procesos metabólicos de obtención y transformación de materia y energía en plantas.
Metabolismo primario.
El metabolismo primario compromete aquellos procesos químicos que cada planta debe llevar a cabo cada día para sobrevivir y reproducir su actuación, como son: fotosíntesis, glicolisis, ciclo del ácido cítrico, síntesis de aminoácidos, transaminación, síntesis de proteínas, enzimas y coenzimas, síntesis de materiales.
Son procesos químicos pertenecientes al metabolismo primario de las plantas: la fotosíntesis, la respiración, el transporte de solutos, la translocación, la síntesis de proteínas, la asimilación de nutrientes, la diferenciación de tejidos, y en general la formación de carbohidratos, lípidos y proteínas que intervienen.
Los metabolitos primarios se caracterizan por:
- Tener una función metabólica directa.
- Ser compuestos esenciales intermedios en las vías catabólica y anabólica.
- Encontrarse en todas las plantas.
- Tratarse de carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos o clorofilas.
Las vías anabólicas construyen moléculas complejas a partir de moléculas sencillas y usualmente necesitan el aporte de energía. Las vías catabólicas involucran la degradación de moléculas complejas en moléculas más sencillas y usualmente liberan energía.
Metabolismo secundario.
Se llaman metabolitos secundarios de las plantas a los compuestos químicos sintetizados por las plantas que cumplen funciones no esenciales en ellas, de forma que su ausencia no es letal para el organismo, al contrario que los metabolitos primarios.
Existen cuatro clases de metabolitos secundarios de ellos los mas significativos: terpenos, alcaloides, fenoles y glúcidos.
Terpenos.
Los terpenos son los metabolitos secundarios que dan las características organolépticas (aroma y sabor) de las plantas y que constituyen la mayor parte del aceite esencial producido por las plantas aromáticas.
Los terpenos se encuentran principalmente en los alimentos de color verde, en productos derivados de la soja y en los cereales.
Los terpenos e isoprenoides son una vasta y diversa clase de compuestos orgánicos derivados del isopreno (o 2-metilbuta-1,3-dieno), un hidrocarburo de 5 átomos de carbono. ... Los terpenos son el principal constituyente de los aceites esenciales de algunas plantas y flores, como el limonero y el naranjo.
Alcaloides.
Es un compuesto orgánico de tipo nitrogenado que producen ciertas plantas. Dichos compuestos generan efectos fisiológicos de distintas clases, que constituyen la base de drogas como la cocaína y la morfina, los alcaloides son metabolitos secundarios de vegetales que se sintetizan mediante aminoácidos.
Metabolitos secundarios de las plantas sintetizados, generalmente, a partir de aminoácidos, que tienen en común su hidrosolubilidad a pH ácido y su solubilidad en solventes orgánicos a pH alcalino.
Cumplen diversas funciones en las plantas, como defensas naturales contra animales y hongos, y suelen producir efectos fisiológicos en los animales. La mayoría de plantas medicinales, tóxicas y alucinógenas deben sus efectos a la actividad biológica de los alcaloides.
Se encuentran alcaloides prácticamente en todo el reino vegetal. Cualquier parte de la planta puede contenerlos; raíces, cortezas, hojas, coca, tabaco, frutos, o en semillas. Dichos compuestos generan efectos fisiológicos de distintas clases, que constituyen la base de drogas como la cocaína y la morfina. Los alcaloides son metabolitos secundarios de vegetales que se sintetizan mediante aminoácidos.
Fenoles.
Los fenoles o compuestos fenólicos son compuestos orgánicos cuyas estructuras moleculares contienen al menos un grupo fenol, un anillo aromático unido a un grupo hidroxilo. Muchos son clasificados como metabolitos secundarios de las plantas.
El fenol es muy utilizado en la industria química, farmacéutica y clínica como un potente fungicida, bactericida, antiséptico y desinfectante, también para producir agroquímicos, bisfenol A (materia prima para producir resinas epoxi y policarbonatos), en el proceso de fabricación de ácido acetilsalicílico (aspirina).
Están formados por uno o varios Grupos Funcionales Hidroxilo (-OH) unidos a un anillo aromático (anillo de benceno). Son un tipo de Alcoholes, ligeramente solubles en agua y mucho en éteres y alcoholes.
Glúcidos.
Constituyen uno de los cuatro principios inmediatos orgánicos propios de las plantas. Presentan una importante función energética para todos los seres vivos y también estructural, por ejemplo, formando la pared celular de las plantas y de las bacterias.
Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas. Es la raíz principal de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos). Los carbohidratos en su mayoría son elaborados por las plantas durante la fotosíntesis.
Los vegetales poseen la capacidad de sintetizar gran variedad de glúcidos gracias a la fotosíntesis. Los animales los ingieren y, combinándolos con el oxígeno, los descomponen en C0/2 y agua para obtener energía (el proceso, inverso de la fotosíntesis, es la respiración).
Los azúcares son glúcidos simples, dulces y solubles en agua. Los más sencillos de todos (monosacáridos) son la glucosa, como el azúcar de la uva; y la fructosa, presente en el néctar de las flores, la miel, y en frutas maduras junto con la propia glucosa. Otro azúcar menos simple (disacárido) es la sacarosa, muy utilizada para endulzar bebidas y alimentos, de hecho la inmensa mayoría de los azúcares industriales contienen hasta un 98% de sacarosa.
Vías metabólicas.
Las vías metabólica se clasifican en tres tipos: las vías metabólicas C3 y C4, y la fotosíntesis CAM.
La conversión de recursos como el dióxido de carbono en carbohidratos es parte del ciclo metabólico de una planta. Así es usar estos recursos para crecer y reproducirse.
La vía C3 de 3 carbonos es una vía metabólica para la fijación del carbono en la fotosíntesis en la mayoría de las plantas vasculares, en esta vía el CO2 se fija directamente. En la vía C4 la fijación de carbono inicial se lleva a cabo en las células del mesófilo, mientras que el ciclo de Calvin tiene lugar en las células del haz vascular.
El ciclo de Calvin (también conocido como ciclo de Calvin-Benson o ciclo de la fijación del carbono de la fotosíntesis) consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos.
