Regulación De La Biosíntesis Del Almidón En Plantas Terrestres: Perspectivas De Modificación1

Regulación de la biosíntesis del almidón en plantas terrestres: perspectivas de modificación1
3 Adriana Tofiño2, Martín Fregene , Hernán Ceballos3, Diana Cabal4

COMPENDIO En este artículo se revisa el estado del conocimiento sobre el metabolismo del almidón en las plantas superiores y específicamente los mecanismos de control y regulación de las rutas de síntesis y degradación. Se consideraque para obtener almidones, mediante manipulación genética, es necesario conocer los mecanismos bioquímicos que intervienen en la formación del gránulo de almidón y las enzimas participantes. Se discuten los mecanismos de la regulación hormonal y circadiana de los azúcares y la genética individual de las principales enzimas implicadas. Se revisan en particular los métodos empleados en lacaracterización bioquímica y fisico química y el estado del conocimiento actual de la producción de almidones modificados. Palabras claves: metabolismo, almidón, almidón asimilable, amilopectina, amilosa, regulación fisiológica, almidones modificados, hormonas. ABSTRACT Regulation of starch biosynthesis in higher land plants: new avenues for modifying starch. This article reviews current knowledge of starchmetabolism in higher plants, and especially the control and regulation of the biosynthetic and degradative pathways. The possibility of designing starches for industrial uses by genetic manipulation requires understanding of the biochemical mechanism of starch granule formation and the control of enzymes and protein complexes. The regulation by hormones, sugars and circadian rhythms is discussedas well as the genetic of key enzymes of this pathway. In particular, the review focuses on the methods for biochemical and physiochemical starch and production of modified starches. Keywords: starch metabolism digestible starch, amylopectin, amylose, modified starches, physiological regulation, hormones. INTRODUCCIÓN El almidón es el carbohidrato de reserva más abundante en las plantas y seencuentra en hojas, diferentes tipos de tallos y raíces así como en flores, frutos y semillas en los cuales se utiliza como fuente de energía durante periodos de dormancia, estrés o reinicio del crecimiento. Los órganos que almacenan almidón son productos alimenticios de importancia; estimativos del Instituto Internacional de Investigación sobre Políticas Alimentarias (IFPRI) indican que el valor de laproducción de raíces y tubérculos en el año 2020 representará el 11% del valor total de cereales, soya y carne y que las tasas de crecimiento futuras de yuca, papa y ñame excederán las de arroz y trigo (Scott et al., 2000, Baguma et al., 2003; Tester et al., 2004). De manera creciente, el almidón es utilizado como recurso energético renovable después de su conversión a etanol y para muchasaplicaciones industriales por su versatilidad, bajo costo y la facilidad con que se alteran las propiedades físico químicas, ya sea mediante modificaciones químicas, enzimáticas o tratamientos físicos (Jobling, 2004). Artículo de Revisión derivado del Seminario II, Doctorado en Ciencias Agrarias, énfasis en Fisiología Vegetal, Universidad Nacional de Colombia – Bogotá, sustentado por la primera de losautores. REC.: 11-28-2005 ACEPT.: 06-02-2006 2 Ing. Agr. M.Sc. Universidad Nacional Sede Bogotá. aptofinor@unal.edu.co 3 Líderes de los Programas de genética y mejoramiento de yuca- CIAT. 4 Estudiante Ingeniería Agroindustrial Universidad Nacional Sede Palmira.
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El almidón es una molécula compuesta por dos tipos de polímeros: la amilosa y la amilopectina. La amilopectina está formada porunidades de glucosyl unidas por enlaces α-1,4 y altamente ramificadas en la posición α- 1,6 en intervalos de 10nm a lo largo del eje de la molécula y constituye entre el 85-70% del almidón. La amilosa es una cadena fundamentalmente linear de glucanos α-1,4 con limitados puntos de ramificación en la posición α- 1,6 y constituye entre 15-30 % del almidón. La amilopectina es más estable que la amilosa...