Acido giberélico
Páginas: 31 (7546 palabras)
Publicado: 28 de marzo de 2011
El ácido giberélico y sus aplicaciones en cultivos vegetales
Marc Mier Cervantes
Institut Químic de Sarrià (IQS), Via Augusta 390, 08017 Barcelona, Spain marcmierc@iqs.edu
10/01/2011
RESUMEN
El ácido giberélico (GA3) representa la molécula más conocida entre las giberelinas. Todas estas hormonas se clasifican como promotores del crecimiento vegetal, sintetizados tanto en bacterias comoen plantas. La importancia del GA3 reside en su potente acción hormonal, lo que le convierte en suplemento ideal para tratamientos de plantaciones. En este review, se estudian los diferentes efectos fisiológicos del ácido giberélico, así como su biosíntesis. Finalmente, se plantean las síntesis alternativas para la producción del GA3.
Las giberelinas son un grupo de 126 ácidos diterpenoides(identificados a día de hoy * en plantas, hongos y bacterias) repartidos en toda la naturaleza. Todos tienen estructuras tetracíclicas saturadas muy funcionalizadas basadas en el esqueleto ent-giberelano (esquema 1a). Existen dos clases de giberelinas según la presencia de 20 o 19 carbonos en la molécula (esquemas 1b y 1c). El segundo grupo ha perdido el carbono 20, en su lugar se forma un enlace tipolactona entre C4 y C10. Generalmente, las formas biológicamente activas de las
* Según información proporcionada por www.plant-hormones.info en colaboración con el Dr. Mc Millan del Departamento de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Bristol.
giberelinas poseen 19 carbonos. Por otro lado, la hidroxilación también influye positivamente en la actividad biológica de estas moléculas(especialmente en C3 y C13). Con el fin de identificar a todas las giberelinas, existe una nomenclatura propia que las enumera de GA1 a GAn en el orden de su descubrimiento. Todas ellas se sintetizan mediante la ruta biosintética terpenoide, no obstante sólo algunas son biológicamente activas. Las demás son precursores o representan formas inactivadas. Las giberelinas de las plantas se forman tanto enápices de tallos y raíces como en hojas, partes florales o semillas. Sin embargo, las partes vegetativas suelen contener menos griberelinas que las partes reproductivas.
Esquema 1. Algunas estructuras de giberelinas: esqueleto entgiberelano (a), GA12 (b) y GA3 o ácido giberélico (c) [1].
Figura 1. Comparación entre una planta de arroz sana (derecha) y una planta de arroz con bakanae (izquierda).Las giberelinas ejercen un papel primordial en el crecimiento y desarrollo de las plantas a distintos niveles. En general se aplican a dosis muy bajas (de 10-11 a 10-7 M [2]). Los efectos más destacados son el estímulo de la elongación de los tallos y la germinación de semillas. También se aplica para inducir la floración o en plantaciones de frutos, para mejorar su crecimiento y retrasar sumaduración. Sin embargo, altas dosis de giberelinas suelen desencadenar efectos totalmente opuestos (10-3 M, [2]). La disersidad de estructuras que ofrece esta familia de hormonas junto con su versatilidad, permiten emplear un tipo determinado de giberelinas u otro en función del efecto deseado, de la especie vegetal o de las condiciones ambientales. Los efectos y aplicaciones de las giberelinas sedescriben detalladamente más adelante. El descubrimiento de las giberelinas se inicia en Japón en 1898, tras el primer informe científico sobre el crecimiento anómalo de ciertas plantaciones de arroz (Hori †). En 1926, Eiichi Kurosawa ‡ descubre evidencias firmes demostrando que el organismo responsable de la enfermedad de la “planta loca“ o bakanae en plantaciones de arroz es una toxinaproducida por el hongo Gibberella jujikuroi. En realidad, los agricultores de arroz de Asia conocen desde hace tiempo la enfermedad que provoca que las plantas de arroz crezcan altas, pero sin producir semillas. Diversos estudios posteriores hallan que la altura de las plantas es potenciada por un compuesto químico secretado por el hongo que infecta las plantas altas. Sin embargo en ese momento todavía...
Marc Mier Cervantes
Institut Químic de Sarrià (IQS), Via Augusta 390, 08017 Barcelona, Spain marcmierc@iqs.edu
10/01/2011
RESUMEN
El ácido giberélico (GA3) representa la molécula más conocida entre las giberelinas. Todas estas hormonas se clasifican como promotores del crecimiento vegetal, sintetizados tanto en bacterias comoen plantas. La importancia del GA3 reside en su potente acción hormonal, lo que le convierte en suplemento ideal para tratamientos de plantaciones. En este review, se estudian los diferentes efectos fisiológicos del ácido giberélico, así como su biosíntesis. Finalmente, se plantean las síntesis alternativas para la producción del GA3.
Las giberelinas son un grupo de 126 ácidos diterpenoides(identificados a día de hoy * en plantas, hongos y bacterias) repartidos en toda la naturaleza. Todos tienen estructuras tetracíclicas saturadas muy funcionalizadas basadas en el esqueleto ent-giberelano (esquema 1a). Existen dos clases de giberelinas según la presencia de 20 o 19 carbonos en la molécula (esquemas 1b y 1c). El segundo grupo ha perdido el carbono 20, en su lugar se forma un enlace tipolactona entre C4 y C10. Generalmente, las formas biológicamente activas de las
* Según información proporcionada por www.plant-hormones.info en colaboración con el Dr. Mc Millan del Departamento de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Bristol.
giberelinas poseen 19 carbonos. Por otro lado, la hidroxilación también influye positivamente en la actividad biológica de estas moléculas(especialmente en C3 y C13). Con el fin de identificar a todas las giberelinas, existe una nomenclatura propia que las enumera de GA1 a GAn en el orden de su descubrimiento. Todas ellas se sintetizan mediante la ruta biosintética terpenoide, no obstante sólo algunas son biológicamente activas. Las demás son precursores o representan formas inactivadas. Las giberelinas de las plantas se forman tanto enápices de tallos y raíces como en hojas, partes florales o semillas. Sin embargo, las partes vegetativas suelen contener menos griberelinas que las partes reproductivas.
Esquema 1. Algunas estructuras de giberelinas: esqueleto entgiberelano (a), GA12 (b) y GA3 o ácido giberélico (c) [1].
Figura 1. Comparación entre una planta de arroz sana (derecha) y una planta de arroz con bakanae (izquierda).Las giberelinas ejercen un papel primordial en el crecimiento y desarrollo de las plantas a distintos niveles. En general se aplican a dosis muy bajas (de 10-11 a 10-7 M [2]). Los efectos más destacados son el estímulo de la elongación de los tallos y la germinación de semillas. También se aplica para inducir la floración o en plantaciones de frutos, para mejorar su crecimiento y retrasar sumaduración. Sin embargo, altas dosis de giberelinas suelen desencadenar efectos totalmente opuestos (10-3 M, [2]). La disersidad de estructuras que ofrece esta familia de hormonas junto con su versatilidad, permiten emplear un tipo determinado de giberelinas u otro en función del efecto deseado, de la especie vegetal o de las condiciones ambientales. Los efectos y aplicaciones de las giberelinas sedescriben detalladamente más adelante. El descubrimiento de las giberelinas se inicia en Japón en 1898, tras el primer informe científico sobre el crecimiento anómalo de ciertas plantaciones de arroz (Hori †). En 1926, Eiichi Kurosawa ‡ descubre evidencias firmes demostrando que el organismo responsable de la enfermedad de la “planta loca“ o bakanae en plantaciones de arroz es una toxinaproducida por el hongo Gibberella jujikuroi. En realidad, los agricultores de arroz de Asia conocen desde hace tiempo la enfermedad que provoca que las plantas de arroz crezcan altas, pero sin producir semillas. Diversos estudios posteriores hallan que la altura de las plantas es potenciada por un compuesto químico secretado por el hongo que infecta las plantas altas. Sin embargo en ese momento todavía...
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