Diferencias entre-metabolitos-primarios-y-secundarios
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Este documento describe las diferencias entre metabolitos primarios y secundarios en plantas. Los metabolitos primarios son indispensables para el desarrollo de la planta y incluyen carbohidratos, proteínas y lípidos. Los metabolitos secundarios se derivan de los primarios y tienen distribuciones más limitadas, aunque algunos juegan roles ecológicos importantes como pigmentos que atraen polinizadores o compuestos que protegen a la planta.
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- 1. DIFERENCIAS ENTRE METABOLITOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS García-Mateos, Rosario Una de las diferencias entre plantas y animales es su capacidad de síntesis de numerosas y diversas sustancias. Las plantas sintetizan y acumulan substancias muy variadas como el ADN, ARN, proteínas, polisacáridos, azúcares y lípidos a partir de nutrimentos inorgánicos. Las substancias vegetales, de naturaleza química extraordinariamente diferente, presentan propiedades también muy diversas, aunque su papel fisiológico en la planta es muchas veces no del todo conocido. En particular los vegetales, igual que otros organismos mediante sus procesos metabólicos sintetizan dos categorías de metabolitos: primarios y secundarios, aunque esta distinción resulta totalmente arbitraria pues no hay una división precisa entre metabolismo primario y secundario (Harborne, 1982). Los metabolitos primarios, muy abundantes en la naturaleza, son indispensables para el desarrollo fisiológico de la planta; se encuentran presentes en grandes cantidades, son de fácil extracción y su explotación es relativamente barata (Petiard y Bariaud-Fontanel, 1987) y conducen a la síntesis de los metabolitos secundarios. Entre ellos se encuentran aminoácidos proteícos, proteínas, carbohidratos, lípidos, ácidos grasos, algunos ácidos carboxílicos, etc. Los metabolitos secundarios son derivados de los primeros, pero su distribución en el reino vegetal es más limitada y para determinados compuestos queda restringida a ciertas especies e incluso a algunos grupos dentro de una misma especie, por lo tanto es improbable que desarrollen un papel fundamental en el metabolismo primario. Sin embargo, existen excepciones, entre estas están las clorofilas y los reguladores del crecimiento (hormonas vegetales), de los que sus funciones bioquímicas y fisiológicas han sido ampliamente reconocidas; además, recientemente se estableció que los flavonoides son factores que inducen la germinación del polen y la elongación del tubo polínico.
- 2. Para varios compuestos aun no queda bien determinado su papel fisiológico o su función en el metabolismo de la planta. Se ha propuesto que en algunos casos, son el resultado de un proceso evolutivo vegetal que confiere mayor aptitud de sobrevivencia a las especies vegetales que los presentan, actualmente se ha confirmado un papel ecológico importante (Harborne 1989; Maldonado 1985; Barakat et al.1977). Los metabolitos o productos secundarios no tienen un papel definido en los procesos de respiración, asimilación, transporte, a diferencia de los metabolitos primarios como los carbohidratos, proteínas, ácidos nucleicos (Taiz y Zeiger 1991). Tabla 1. Diferencias entre metabolitos primarios y secundarios Metabolitos primarios Metabolitos secundarios Productos del metabolismo general Productos del metabolismo especial Ampliamente distribuí dos en plantas y microorganismos Biosintetizados a partir del metabolismo primario Indispensables para la vida Distribución restringida a ciertas plantas, microorganismos Aminoácidos de proteínas, monosacáridos, lípidos, ácidos derivados del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, glúcosidos, etc Distribución taxonómica restringida (a veces característico de un género dado o de una especie) No indispensables para la vida Alcaloides, terpenos, flavonoides, esteroides, cumarinas, etc. El hecho de que la expresión del metabolismo secundario sea una característica de la especialización celular, indica que la formación del compuesto secundario, en contraste con el compuesto primario no tiene importancia directa para la célula productora. Sin embargo, un compuesto secundario puede tener significación para el organismo productor como un todo, porque está implicado en relaciones ecológicas, es decir, en la relación de la planta productora con los otros organismos de su ámbito natural. Ejemplo de ello, son los pigmentos de las flores que atraen a los insectos polinizadores y los compuestos que inhiben el crecimiento de otros organismos (sustancias alelopáticas) o que protegen a la
- 3. planta de infecciones (fitoalexinas) o de los depredadores (disuasorios nutritivos) (Abrahamson 1989; Harborne 1989). Otros compuestos secundarios tienen importancia fisiológica (los esteroles, constituyentes de las biomembranas, la lignina, polímero natural), o sirven como señales que integran la diferenciación celular y el metabolismo en diferentes partes del organismo vegetal multicelular (hormonas) (Piñol y Palazón 1993), contribuyen al desarrollo y crecimiento de la planta, por que inhiben el crecimiento de otras especies, que representan una competencia natural, funcionan como reguladores del crecimiento (fitohormonas) y almacén de nitrógeno (Goodwin y Mercer, 1990). Además de su participación en los procesos señalados, la importancia de los metabolitos secundarios es evidente si se toma en cuenta su amplia distribución y gran diversidad. Verpoorte (2000) señala que aproximadamente 85 000 metabolitos secundarios han sido identificados en plantas y aproximadamente cada año se detectan cerca de 4 000. Por otro lado, los metabolitos secundarios se acumulan en la planta en pequeñas cantidades, a veces en células especializadas, lo que hace que su extracción sea difícil y costosa. BibliografÍa Abrahamson, W. G. 1989. Plant-animal interactions. Ed. McGraw-Hill. USA. Barakat, T., Jackson, A. H., Abdullah, M. I. 1977. Further studies of Erythrina alkaloids. Lloydia 40: 471. Goodwin, T. W.; Mercer, E. I. 1983. Introduction to Plant Biochemistry. Second Edition Pergamon Press. U.K. Harborne, J. B. 1982. Introduction to Ecological Biochemistry. Academic. San Diego, California. USA. Harborne, J. B. 1984 Guide to Modern Techniques of Plant Analysis. Chapman and Hall. USA.
- 4. Harborne, J. B. 1989. Recent advances in chemical ecology. Natural. Natural Products Reports 6: 85-108. Maldonado, R. 1985. Los productos en las plantas. Vol. I. Centro de Investigación en Química Aplicada. Coahuila. México. Petiard, V. ; Bariaud-Fontanel, A. 1987. El cultivo de células. Mundo Científico 7: 730-736. Piñol, M. T.; Palazón, J. 1993. Metabolismo secundario. En: Fisiología y Bioquímica Vegetal. Azcon-Bieto, J.; Talón, M. (eds) Editorial Interamericana McGraw Hill. España. Taiz, L.; Zeiger, E. 1998. Surface protection and secondary defense compounds. En: Plant Physiology. 2nd Ed. Sinauer Associates, Inc., Publishers. USA. Verpoorte, R. 2000. Secondary Metabolism. En: Metabolic engineering of plants secondary metabolism. Verpoorte, R.; Alfermann, A.W. (eds). Kluwer Academic Publishers. Netherlands. 1-29 pp.