Cristale en plantas

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REB 23 (1): 18-23, 2004

LA BIOMINERALIZACIÓN DEL OXALATO DE CALCIO
EN PLANTAS: RETOS Y POTENCIAL*
DAVID JÁUREGUI-ZÚÑIGA Y ABEL MORENO CÁRCAMO.
RESUMEN
La formación de cristales de oxalato de calcio parece
jugar un papel central en importantes funciones de las
plantas, entre las que se incluyen la regulación en los
niveles de calcio, la protección contra la herbivoría y ladetoxificación de metales pesados. Las morfologías
especie-específicas que presentan estos cristales, indican
que su formación está altamente regulada. Esta
regulación es llevada a cabo por una matriz proteica que
se encuentra dentro de la vacuola de células altamente
especializadas llamadas idioblastos. Esta matriz controla
la forma, orientación y estado de hidratación de los
cristales de oxalatode calcio formados por la planta,
dotándolos de características especiales que no
comparten con su contraparte inorgánica.

ABSTRACT
The formation of calcium oxalate crystals seems to play a
central role in a variety of important functions in plants.
Some of these functions include: tissue and cellular
calcium regulation, protection against hervibory and
heavy metal detoxification. Thepeculiar morphologies
(specie-specific) observed by these crystals indicate that
their formation is highly regulated by non-well
understood mechanisms. A protein-matrix inside of
vacuoles of highly specialized cells called idioblasts is
believed to perform this regulation. Additionally, this
matrix controls the shape, orientation and hydration of
calcium oxalate crystals, conferring themspecial
characteristics that are not shared by the inorganic
counterpart.

PALABRAS CLAVE: Biomineralización en plantas,
cristales de oxalato de calcio, matriz proteica,
interacciones proteína-cristal.

KEY WORDS: Biomineralization in plants, calcium
oxalate crystals, proteic matrix, crystal-protein
interactions.

INTRODUCCIÓN
La mayoría de las plantas producen
cristales de oxalato decalcio, los
cuales pueden representar más del 85
% del peso seco de algunas de ellas
(cactáceas) (1). Los primeros reportes
de estos cristales en las plantas fueron
realizados por Leeuwenhoek en el
siglo XVII; sin embargo, no se les dio
mucha importancia, ya que se les
consideró sólo como productos de
desecho. Debido a que presentaban
morfologías peculiares y una compleja fenomenologíaasociada a su
formación, en la década de los años 70
se iniciaron una serie de estudios para
demostrar que estos cristales no eran
simples productos de desecho.

* Recibido: 24 de marzo 2003

Cristales de este mineral han sido
observados virtualmente en todos los
tipos de tejidos vegetales e igualmente
en algunas bacterias, hongos y
animales. La formación de oxalato de
calcio es unproceso esencial en la
mayoría de las especies de plantas
conocidas y en algunos casos cerca del
90 % del calcio total en la planta puede
encontrarse secuestrado en forma de
cristales de oxalato de calcio; sin
embargo, este porcentaje varía entre
las diferentes especies de plantas que
presentan este tipo de cristales. Lo
anterior parece indicar que su formación representa el mayor mecanismode regulación de los niveles de calcio
en la planta (2).

Las plantas producen los cristales
de oxalato de calcio en una gran
variedad de formas y tamaños, aunque
la mayoría de los cristales pueden
clasificarse dentro de cuatro tipos
principales en base a su morfología:
rafidios (cristales aciculares en
agregados), drusas (agregados
cristalinos esféricos), estiloides
(cristalesaciculares) y prismas. (Fig.
1). Generalmente la morfología de los
cristales y su distribución dentro de
los tejidos de la planta son especieespecíficos. El tipo de polimorfo del
oxalato de calcio presente en las
plantas también es especie-específico
y puede ser la whewellita (oxalato de
calcio monohidratado) o la weddellita

Aceptado: 10 diciembre 2003

Departamento de Bioquímica, Instituto...