metabolitos secundarios

5.- Producción de metabolitos

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5.- PRODUCCIÓN DE METABOLITOS
5.1. SUSTANCIAS SINTETIZADAS POR PLANTAS Y CULTIVOS VEGETALES
5.1.1. Generalidades
Además de las rutas del metabolismo primario, idénticas o similares en todos los
organismos vivos, los vegetales tienen otras vías metabólicas que llevan a la formación
de compuestos característicos de un grupo taxonómico y cuya función noguarda relación
con los procesos vitales de la célula que los biosintetiza, pero puede tener significación
para el organismo productor como un todo. Estas rutas constituyen el metabolismo
secundario (Figura 4). Las enzimas involucradas tendrán el carácter de metabolitos
primarios o secundarios, dependiendo de su función metabólica (Illanes, 1994).
La biosíntesis de metabolitos secundarios sueleestar restringida a estados
específicos del desarrollo y a períodos de estrés (Piñol & Palazón, 1993). Algunas células
vegetales producen metabolitos secundarios importantes en las interacciones de la planta
con el medio ambiente (protección frente a depredadores, patógenos o estrés ambiental)
o que están relacionadas con la maquinaria reproductiva de la planta (atracción de
insectos para lapromoción de la polinización). Muchos de estos productos secundarios
tienen uso en la industria farmacéutica y en la producción de tests de diagnóstico, de
fragancias, de aditivos alimentarios y de biocidas en general.
Lo anteriormente mencionado explica el interés de la industria en la producción de
compuestos naturales cuya calidad y costos no sea afectada por condiciones climáticas,sanitarias o políticas de la región de producción. Es en este contexto que los cultivos de
células y tejidos vegetales constituyen una alternativa para producir sustancias cuya
producción comercial por los métodos convencionales resulta difícil, escasa o
económicamente poco viable (Robert et al., 1991). En la Tabla 3 se muestra la variedad
de metabolitos obtenidos por cultivo in vitro de célulasvegetales.

5.- Producción de metabolitos

Fotosíntesi
Vía pentosas
Eritrosa-4-P
Acido shikímico

Triptofano

CO2 +H2O

Carbohidratos

Glucólisis
Fosfoenolpiruvato
Alcaloides
indólicos

Acido pirúvico

Acetil-CoA

Prolina

Fenilalanina

Ciclo
Alcaloides
pirrólicos
Acido trópico

Acido cinámico

Fenilpropanoides

Alcaloides del
tropano

Flavonoides

LigninasPolicétidos

Taninos

Fenoles

Ornitina

Malonil-CoA

Acidos grasos
Poliacetilenos

Glucósidos

Acido mevalónico

Terpenoides

Esteroides

Carotenoides

Figura 4.- Principales interrelaciones entre metabolismo primario y secundario de las células
vegetales (Adaptado de Robert et al., 1991; Paniego, 1995).

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5.- Producción de metabolitos

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Tabla 3.-Metabolitos secundarios producidos por cultivos in vitro de células vegetales (Fowler &
Stafford, 1992; Giulietti & Ertola, 1999)
Compuestos químicos

Producto

Especie vegetal

Catarantina, Ajmalicina

Catharanthus roseus

Quinamina

Cinchona spp.

Isoquinólicos

Berberinas

Berberis spp.

Piridínicos

Nicotina

Nicotiana tabacum

Hyosciamina,

Hyoscyamus tuberosumEscopolamina

Duboisia, Atropa, Datura y Scopolia spp.

Cafeína

Coffea arabica

Anetol

Pimpinella anisum

Paniculina

Andrographis paniculata

Artemisina

Lippia, Artemisia y Datura spp.

Tiofenos

Coreopsis, Bidens y Tagetes spp.

Diosgenina

Dioscorea deltoidea

Ginsenósidos

Solanum y Panax spp.

Antocianinas

Vitis vinifera

Varios

Galium mollugo7-metilpurpurina

Digitalis y Cassia spp.

Naftoquinonas

Shikonina

Lithospermum erythrorhizon

Lignanos

Etoposido

Podophyllum y Linum spp.

Alcaloides
Indólicos

Tropánicos

Purínicos
Otros
Monoterpenos
Sesquiterpenos
Poliacetilenos
Esteroides
Flavonoides
Antraquinonas

Los cultivos celulares vegetales no siempre producen sustancias cualitativa- y
cuantitativamente...