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Metabolito secundario

Agosto 04, 2021

Los metabolitos secundarios son compuestos orgánicos producidos por bacterias, hongos o plantas los cuales no están directamente involucrados en el crecimiento, desarrollo o reproducción normal del organismo. A diferencia de los metabolitos primarios, la ausencia de metabolitos secundarios no produce la muerte inmediata, sino más bien un deterioro de la habilidad de supervivencia a largo plazo, la fecundidad o la estética del organismo, e incluso en ocasiones ningún cambio significativo en absoluto. Metabolitos secundarios específicos a menudo se encuentran limitados a un conjunto estrecho de especies dentro de un grupo filogenético. Los metabolitos secundarios a menudo juegan un papel importante en las defensas de las plantas contra la herbivoría y otras defensas interespecies. Los humanos usan ciertos metabolitos secundarios como medicamentos, saborizantes, pigmentos y drogas recreativas.[1]​

Los metabolitos secundarios son de ayuda al organismo que los produce en funciones importantes como la protección, la competencia y las interacciones entre especies, pero no son necesarios para la supervivencia. Una calidad definitoria importante de los metabolitos secundarios es su especificidad. Por lo general, los metabolitos secundarios son específicos a una especie,[2]​ aunque existe evidencia considerable de que la transferencia horizontal a través de especies o géneros juega un papel importante en la evolución bacteriana (y, probablemente, fúngica).[3]​ Las investigaciones también muestran que el metabolismo secundario puede afectar a diferentes especies de diferentes maneras. Por ejemplo, en un mismo bosque, cuatro especies separadas de folívoros marsupiales arbóreos reaccionaron de manera diferente a un metabolito secundario en eucaliptos.[4]​ Esto muestra que diferentes tipos de metabolitos secundarios pueden dividirse entre dos nichos ecológicos de herbívoros.[4]​ Además, ciertas especies evolucionan para resistir los metabolitos secundarios e incluso los usan para su propio beneficio. Por ejemplo, las mariposas monarca han evolucionado para poder comer algodoncillo (Asclepias) a pesar del metabolito secundario tóxico que contiene.[5]​ Esta capacidad además permite que la mariposa y la oruga sean tóxicas para otros depredadores debido a la alta concentración de metabolitos secundarios consumidos.[5]​

Implicaciones para la salud humana

La mayoría de los nutracéuticos polifenoles de origen vegetal deben sufrir transformaciones intestinales, por microbiota y enzimas de enterocitos, para poder ser absorbidos a nivel de enterocitos y colonocitos. Esto da lugar a diversos efectos beneficiosos en el consumidor, incluida una amplia gama de efectos protectores contra virus, bacterias y parásitos protozoarios.[6]​

Los metabolitos secundarios también tienen un fuerte impacto en los alimentos que comen los humanos. Algunos investigadores creen que ciertos compuestos volátiles de metabolitos secundarios son responsables de las preferencias alimentarias humanas que pueden estar basadas evolutivamente en alimentos nutritivos.[7]​ Esta área de interés no se ha investigado a fondo, pero tiene implicaciones interesantes para el origen de las preferencias humanas. Muchos metabolitos secundarios ayudan a la planta a obtener nutrientes esenciales, como el nitrógeno. Por ejemplo, las legumbres usan flavonoides para señalar una relación simbiótica con las bacterias fijadoras de nitrógeno (rhizobium) para aumentar su absorción de nitrógeno.[8]​ lo cual hace que muchas plantas que utilizan metabolitos secundarios sean ricas en nutrientes y ventajosas para el consumo humano.

Metabolitos secundarios en plantas

Las plantas son capaces de producir y sintetizar diversos grupos de compuestos orgánicos, los cuales se dividen en dos grupos principales: metabolitos primarios y metabolitos secundarios. Los metabolitos secundarios son productos intermedios metabólicos o productos que no son esenciales para el crecimiento y la vida de las plantas productoras, sino que son necesarios para la interacción de las plantas con su entorno y suelen ser producidos en respuesta al estrés. Los metabolitos secundarios de las plantas se pueden dividir en cuatro clases principales: terpenos, fenólicos, glucósidos y alcaloides.[9]​

  • Terpenoides. Todos los terpenoides, tanto los que participan en el metabolismo primario como los más de 25 000 metabolitos secundarios,[10]​ son derivados del compuesto IPP (Isopentenil difosfato o "5-carbono isopentenil difosfato") formados en la ruta del ácido mevalónico. Aparecen en muchos tipos de plantas y tienen una actividad biológica importante (Goodwin 1971[11]​). Entre ellos se cuentan los aceites esenciales, restringidos a unas pocas especies.
  • Compuestos fenólicos y sus derivados. Los más de 8000 compuestos fenólicos conocidos se sintetizan por la ruta del ácido shikímico o por la del malonato/acetato.
  • Compuestos nitrogenados o alcaloides. Se conocen alrededor de 12 000 alcaloides,[10]​ que contienen uno o más átomos de nitrógeno, son biosintetizados principalmente a partir de aminoácidos. Los alcaloides presentan una gran diversidad de estructuras químicas (Robinson 1981[12]​). Son fisiológicamente activos en los animales, aún en bajas concentraciones, por lo que tiene muchos usos en medicina. Ejemplos conocidos son la cocaína, la morfina, la atropina, la colchicina, la quinina, y la estricnina.

Metabolitos secundarios en microorganismos

En microbiología se emplea un criterio de cinética de crecimiento para definir el metabolismo secundario: se describe como aquel que sucede en la fase estacionaria, es decir, cuando se ha producido la contención del crecimiento.[13]​ En la trofofase (fase de crecimiento de los microorganismos) no se producen metabolitos secundarios. Es en la idiofase (fase en la que el microorganismo no crece, pero sigue metabólicamente activo) normalmente, cuando se producen. Para que se produzca el metabolito secundario, primero deben asegurarse condiciones óptimas durante la trofofase. Como mecanismo de defensa, la producción de metabolitos secundarios no se produce inmediatamente después de la conclusión de la trofofase. Primero, al comienzo de la idiofase, deben hacerse resistentes a sus propios antibióticos.

No se conocen bien los factores que disparan la producción de metabolitos secundarios. Se sabe que el paso de trofofase a idiofase se produce cuando algún nutriente del medio es limitante. Suele tratarse de C, N o P. Al faltar algunos de estos factores, se altera la producción de metabolitos primarios y se originan inductores de enzimas que darán lugar a metabolitos secundarios.

Muchos metabolitos secundarios de microorganismos son de gran de interés industrial por sus funciones como antibióticos, pigmentos, antitumorales, y otras.[14]​

Véase también

Referencias

  1. «Secondary metabolites - Knowledge Encyclopedia». www.biologyreference.com. Consultado el 10 de mayo de 2016. 
  2. «Genetics and biochemistry of secondary metabolites in plants: an evolutionary perspective». Trends in Plant Science 5 (10): 439-45. October 2000. PMID 11044721. doi:10.1016/S1360-1385(00)01741-6. 
  3. «Genomic islands: tools of bacterial horizontal gene transfer and evolution». FEMS Microbiology Reviews 33 (2): 376-93. March 2009. PMC 2704930. PMID 19178566. doi:10.1111/j.1574-6976.2008.00136.x. 
  4. ↑ «Four species of arboreal folivore show differential tolerance to a secondary metabolite». Oecologia 176 (1): 251-8. September 2014. PMID 24974269. doi:10.1007/s00442-014-2997-4. 
  5. ↑ «Chapter 24: Natural products (secondary metabolites)». Natural products in chemical biology. Hoboken, New Jersey: Wiley. 3 de julio de 2012. pp. 1250-1319. ISBN 978-1-118-10117-9. 
  6. «Bioavailability of dietary polyphenols and gut microbiota metabolism: antimicrobial properties». BioMed Research International 2015: 905215. 6 de abril de 2018. PMC 4352739. PMID 25802870. doi:10.1155/2015/905215. 
  7. «Plant volatile compounds: sensory cues for health and nutritional value?». Science 311 (5762): 815-9. February 2006. PMID 16469919. doi:10.1126/science.1112614. 
  8. «Chapter 24: Natural products (secondary metabolites)». Natural products in chemical biology. Hoboken, New Jersey: Wiley. 3 de julio de 2012. pp. 1250-1319. ISBN 978-1-118-10117-9. 
  9. Pranav Kumar. (2013). Life Sciences : Fundamentals and practice.. Mina, Usha. (3rd edición). New Delhi: Pathfinder Academy. ISBN 9788190642774. OCLC 857764171. 
  10. ↑ R. Croteau, T. M. Kutchan, N. G. Lewis. "Natural Products (Secondary Metabolites)". En: Buchanan, Gruissem, Jones (editores). Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists. Rockville, Maryland, Estados Unidos. 2000. Capítulo 24.
  11. Goodwin TW. 1971. Aspects of terpenoid chemistry and biochemistry. Academic Press, Londres.
  12. Robinson T. 1981. The biochemistry of alkaloids. 2ª ed. Springer, Nueva York.
  13. Prescott, L.M. (1999). Microbiología. McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. ISBN 84-486-0261-7. 
  14. Crueger, Wulf; Crueger, Anneliese (1989). A texbook of industrial microbiology (2 edición). Sunderland: Sinauer Associates. ISBN 10: 0878931317. 

Enlaces externos

  •   Datos: Q522244

Agosto 04, 2021
metabolito, secundario, metabolitos, secundarios, compuestos, orgánicos, producidos, bacterias, hongos, plantas, cuales, están, directamente, involucrados, crecimiento, desarrollo, reproducción, normal, organismo, diferencia, metabolitos, primarios, ausencia, . Los metabolitos secundarios son compuestos organicos producidos por bacterias hongos o plantas los cuales no estan directamente involucrados en el crecimiento desarrollo o reproduccion normal del organismo A diferencia de los metabolitos primarios la ausencia de metabolitos secundarios no produce la muerte inmediata sino mas bien un deterioro de la habilidad de supervivencia a largo plazo la fecundidad o la estetica del organismo e incluso en ocasiones ningun cambio significativo en absoluto Metabolitos secundarios especificos a menudo se encuentran limitados a un conjunto estrecho de especies dentro de un grupo filogenetico Los metabolitos secundarios a menudo juegan un papel importante en las defensas de las plantas contra la herbivoria y otras defensas interespecies Los humanos usan ciertos metabolitos secundarios como medicamentos saborizantes pigmentos y drogas recreativas 1 Los metabolitos secundarios son de ayuda al organismo que los produce en funciones importantes como la proteccion la competencia y las interacciones entre especies pero no son necesarios para la supervivencia Una calidad definitoria importante de los metabolitos secundarios es su especificidad Por lo general los metabolitos secundarios son especificos a una especie 2 aunque existe evidencia considerable de que la transferencia horizontal a traves de especies o generos juega un papel importante en la evolucion bacteriana y probablemente fungica 3 Las investigaciones tambien muestran que el metabolismo secundario puede afectar a diferentes especies de diferentes maneras Por ejemplo en un mismo bosque cuatro especies separadas de folivoros marsupiales arboreos reaccionaron de manera diferente a un metabolito secundario en eucaliptos 4 Esto muestra que diferentes tipos de metabolitos secundarios pueden dividirse entre dos nichos ecologicos de herbivoros 4 Ademas ciertas especies evolucionan para resistir los metabolitos secundarios e incluso los usan para su propio beneficio Por ejemplo las mariposas monarca han evolucionado para poder comer algodoncillo Asclepias a pesar del metabolito secundario toxico que contiene 5 Esta capacidad ademas permite que la mariposa y la oruga sean toxicas para otros depredadores debido a la alta concentracion de metabolitos secundarios consumidos 5 Indice 1 Implicaciones para la salud humana 2 Metabolitos secundarios en plantas 3 Metabolitos secundarios en microorganismos 4 Vease tambien 5 Referencias 6 Enlaces externosImplicaciones para la salud humana EditarLa mayoria de los nutraceuticos polifenoles de origen vegetal deben sufrir transformaciones intestinales por microbiota y enzimas de enterocitos para poder ser absorbidos a nivel de enterocitos y colonocitos Esto da lugar a diversos efectos beneficiosos en el consumidor incluida una amplia gama de efectos protectores contra virus bacterias y parasitos protozoarios 6 Los metabolitos secundarios tambien tienen un fuerte impacto en los alimentos que comen los humanos Algunos investigadores creen que ciertos compuestos volatiles de metabolitos secundarios son responsables de las preferencias alimentarias humanas que pueden estar basadas evolutivamente en alimentos nutritivos 7 Esta area de interes no se ha investigado a fondo pero tiene implicaciones interesantes para el origen de las preferencias humanas Muchos metabolitos secundarios ayudan a la planta a obtener nutrientes esenciales como el nitrogeno Por ejemplo las legumbres usan flavonoides para senalar una relacion simbiotica con las bacterias fijadoras de nitrogeno rhizobium para aumentar su absorcion de nitrogeno 8 lo cual hace que muchas plantas que utilizan metabolitos secundarios sean ricas en nutrientes y ventajosas para el consumo humano Metabolitos secundarios en plantas EditarLas plantas son capaces de producir y sintetizar diversos grupos de compuestos organicos los cuales se dividen en dos grupos principales metabolitos primarios y metabolitos secundarios Los metabolitos secundarios son productos intermedios metabolicos o productos que no son esenciales para el crecimiento y la vida de las plantas productoras sino que son necesarios para la interaccion de las plantas con su entorno y suelen ser producidos en respuesta al estres Los metabolitos secundarios de las plantas se pueden dividir en cuatro clases principales terpenos fenolicos glucosidos y alcaloides 9 Terpenoides Todos los terpenoides tanto los que participan en el metabolismo primario como los mas de 25 000 metabolitos secundarios 10 son derivados del compuesto IPP Isopentenil difosfato o 5 carbono isopentenil difosfato formados en la ruta del acido mevalonico Aparecen en muchos tipos de plantas y tienen una actividad biologica importante Goodwin 1971 11 Entre ellos se cuentan los aceites esenciales restringidos a unas pocas especies Compuestos fenolicos y sus derivados Los mas de 8000 compuestos fenolicos conocidos se sintetizan por la ruta del acido shikimico o por la del malonato acetato Compuestos nitrogenados o alcaloides Se conocen alrededor de 12 000 alcaloides 10 que contienen uno o mas atomos de nitrogeno son biosintetizados principalmente a partir de aminoacidos Los alcaloides presentan una gran diversidad de estructuras quimicas Robinson 1981 12 Son fisiologicamente activos en los animales aun en bajas concentraciones por lo que tiene muchos usos en medicina Ejemplos conocidos son la cocaina la morfina la atropina la colchicina la quinina y la estricnina Metabolitos secundarios en microorganismos EditarEn microbiologia se emplea un criterio de cinetica de crecimiento para definir el metabolismo secundario se describe como aquel que sucede en la fase estacionaria es decir cuando se ha producido la contencion del crecimiento 13 En la trofofase fase de crecimiento de los microorganismos no se producen metabolitos secundarios Es en la idiofase fase en la que el microorganismo no crece pero sigue metabolicamente activo normalmente cuando se producen Para que se produzca el metabolito secundario primero deben asegurarse condiciones optimas durante la trofofase Como mecanismo de defensa la produccion de metabolitos secundarios no se produce inmediatamente despues de la conclusion de la trofofase Primero al comienzo de la idiofase deben hacerse resistentes a sus propios antibioticos No se conocen bien los factores que disparan la produccion de metabolitos secundarios Se sabe que el paso de trofofase a idiofase se produce cuando algun nutriente del medio es limitante Suele tratarse de C N o P Al faltar algunos de estos factores se altera la produccion de metabolitos primarios y se originan inductores de enzimas que daran lugar a metabolitos secundarios Muchos metabolitos secundarios de microorganismos son de gran de interes industrial por sus funciones como antibioticos pigmentos antitumorales y otras 14 Vease tambien EditarMetabolito Metabolismo secundario Metabolitos secundarios de las plantasReferencias Editar Secondary metabolites Knowledge Encyclopedia www biologyreference com Consultado el 10 de mayo de 2016 Genetics and biochemistry of secondary metabolites in plants an evolutionary perspective Trends in Plant Science 5 10 439 45 October 2000 PMID 11044721 doi 10 1016 S1360 1385 00 01741 6 Genomic islands tools of bacterial horizontal gene transfer and evolution FEMS Microbiology Reviews 33 2 376 93 March 2009 PMC 2704930 PMID 19178566 doi 10 1111 j 1574 6976 2008 00136 x a b Four species of arboreal folivore show differential tolerance to a secondary metabolite Oecologia 176 1 251 8 September 2014 PMID 24974269 doi 10 1007 s00442 014 2997 4 a b Chapter 24 Natural products secondary metabolites Natural products in chemical biology Hoboken New Jersey Wiley 3 de julio de 2012 pp 1250 1319 ISBN 978 1 118 10117 9 Bioavailability of dietary polyphenols and gut microbiota metabolism antimicrobial properties BioMed Research International 2015 905215 6 de abril de 2018 PMC 4352739 PMID 25802870 doi 10 1155 2015 905215 Plant volatile compounds sensory cues for health and nutritional value Science 311 5762 815 9 February 2006 PMID 16469919 doi 10 1126 science 1112614 Chapter 24 Natural products secondary metabolites Natural products in chemical biology Hoboken New Jersey Wiley 3 de julio de 2012 pp 1250 1319 ISBN 978 1 118 10117 9 Pranav Kumar 2013 Life Sciences Fundamentals and practice Mina Usha 3rd edicion New Delhi Pathfinder Academy ISBN 9788190642774 OCLC 857764171 a b R Croteau T M Kutchan N G Lewis Natural Products Secondary Metabolites En Buchanan Gruissem Jones editores Biochemistry and Molecular Biology of Plants American Society of Plant Physiologists Rockville Maryland Estados Unidos 2000 Capitulo 24 Goodwin TW 1971 Aspects of terpenoid chemistry and biochemistry Academic Press Londres Robinson T 1981 The biochemistry of alkaloids 2ª ed Springer Nueva York Prescott L M 1999 Microbiologia McGraw Hill Interamericana de Espana S A U ISBN 84 486 0261 7 Crueger Wulf Crueger Anneliese 1989 A texbook of industrial microbiology 2 edicion Sunderland Sinauer Associates ISBN 10 0878931317 Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Metabolito secundario Datos Q522244Obtenido de https es wikipedia org w index php title Metabolito secundario amp oldid 129405520, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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