Metabolomica Ambiental

OBJETIVO :
Dar a conocer las líneas de investigación de la metrabolómica, y explicar brevemente la función de cada una de ellas

METABOLISMO PRIMARIO
Los procesos químicos que intervienen en forma directa en la supervivencia, crecimiento y reproducción de las plantas.
Los productos del metabolismo primario son los más abundantes en la naturaleza, aparecen en todas las plantas ydesempeñan un papel esencial en el metabolismo básico de la planta; son las proteínas los ácidos nucleícos y los tipos más frecuentes de hidratos de carbono y lípidos. Por otro lado, en la planta hay una gran cantidad de compuestos orgánicos que no están implicados directamente en el crecimiento y desarrollo de la planta; son los metabolitos secundarios. Estas sustancias a, diferencia de los metabolitosprimarios, se distribuyen diferencialmente entre grupos taxonómicos delimitados. Su función en la planta normalmente no se conoce aunque, en muchas ocasiones está relacionada con sistemas defensivos o de excreción.
Regulación de la síntesis y degradación de almidón y sacarosa
Los fotoasimilados generados en el ciclo de las pentosas (PCR), se acumulan temporalmente en las hojas, durante eldía, en forma de sacarosa en las va¬cuolas o de almidón en el estroma de los cloroplastos de las células del mesófilo y durante la noche son utilizados para suplir el requerimiento de carbono del metabolismo no fotosintético (Santacruz et al., 2002). El transporte de los fotoasimilados hacia los vertederos se efectúa en forma de sacarosa o de compuestos de la serie rafinosa, dependiendo de laespecie de planta y del tipo de carga y descarga en el floema (vía sim¬plasto o apoplasto). En esta forma, el metabolismo del almidón en el vertedero (semillas, raíces, tubérculos, hojas en desarrollo) está asociado con la relación de síntesis almidón/ sacarosa en la fuente, la eficiencia de exportación, transporte de sacarosa y con la prioridad y potencia del vertedero (Schöning y Kollman, 1997;Minchin y Lacointe, 2005).
La síntesis de sacarosa se realiza en el citosol a partir de glucosa y fructosa fosforiladas (Hopkins y Huner, 2004). En plantas mutantes de Arabidopsis se observó que la expresión de la enzima UDP- glucosa pirofosforilasa (Ugp), responsable de la síntesis de UDP-glucosa, depende de la interacción de señales derivadas de la disponibilidad de fósforo, el contenido de sacarosay el ciclo circadiano (Ciereszco, et al., 2005; Alonso et al., 2005).
La conversión de fructosa y glucosa a sacarosa es catalizada por las enzimas sacarosa fosfatosintasa (SPS) y sacarosa fosfato-fosfatasa (SPP). El comporta-miento de las enzimas asociadas con la conversión de sacarosa a almidón se describió en fríjol mungo y otros cultivos como caña de azúcar, papa, tabaco, tomate, yuca, manzanay arroz (Ishimaru et al., 2005; Cheng, et al., 2005; Lytovchenko et al., 2005; Shuai Chen, et al., 2005; Chopra et al., 2005; Wei-Liang Chen, et al., 2001). Otra enzima citoplásmica capaz de sintetizar sacarosa es la sacarosa sintetasa (SSS). Las enzimas invertasa (SI), sintetasa fosfatada (SPS) y sintetasa (SuSy) son fundamentales en las transformaciones de la sacarosa y aportan capacidad alvertedero (Baguma et al., 2003; Schäfer, et al., 2005; Gutiérrez et al., 2005; Dendooven, 2005).
La relación entre la síntesis de sacarosa y almidón es particular en cada especie vegetal y requiere un ba¬lance con la producción de fotosintatos para mantener la provisión de esqueletos carbonados que regeneren ribu¬losa 1,5 bifosfato, el aceptor primario de CO2. Mientras que la enzima sintetasa de lasacarosa fosfatada (SPS) determina la capacidad máxima de síntesis de sacarosa, la otra enzima implicada en la síntesis de esta molécula, la fructosa- 1,6- bifosfato fosfatasa (FBPasa) desempe¬ña un papel determinante en el balance del fracciona¬miento del carbono entre sacarosa y almidón. En plantas de arveja transformadas con un gen de Arabidopsis con bajos niveles de actividad de FBPasa se...