Introducción a la Bioquímica Vegetal

Introducción a la Bioquímica Vegetal

• La bioquímica se define como la base de la química de la vida (bios = "vida") más la química orgánica, buscando comprender los procesos que ocurren en los seres vivos.
• La bioquímica se relaciona con la biología celular, biología y genética molecular.
• Tiene aplicaciones en medicina, biotecnología, alimentación, agricultura y farmacología.
• La bioquímica vegetal estudia los procesos bioquímicos en las plantas, desde el nivel molecular hasta el celular y de tejidos.
• Es fundamental para comprender la fisiología vegetal, biotecnología, producción de alimentos y conservación de la biodiversidad.
• Contribuye a la lucha contra el cambio climático.

Procesos Bioquímicos en Plantas

• Fotosíntesis: Ocurre en los cloroplastos utilizando pigmentos fotosintéticos (clorofila a, b, carotenoides) y necesita dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) para producir glucosa y energía química.
• Respiración: Tiene lugar en todas las células, especialmente en las mitocondrias, utilizando glucosa para oxidar y producir energía en forma de ATP (adenosín trifosfato).
• Síntesis de proteínas, lípidos y carbohidratos: Se sintetizan a partir de precursores de la fotosíntesis y respiración, esenciales para el crecimiento y reproducción de las plantas.
  • Proteínas
  • Proceso de síntesis: Ribosomas
  • Función: Crecimiento y desarrollo, formadas por aminoácidos
  • Lípidos
  • Proceso de síntesis: Cloroplastos, retículo endoplásmico
  • Estructura de membranas celulares
  • Carbohidratos
  • Proceso de síntesis: Cloroplastos, citoplasma
  • Producción de energía y síntesis celular

Síntesis de Compuestos Secundarios

• Implica una amplia variedad de compuestos orgánicos y metabolitos secundarios.
• La síntesis se produce en respuesta a factores como la luz, la temperatura, los nutrientes, los patógenos y depredadores.
• Involucra enzimas y rutas metabólicas.
• Se producen a partir de aminoácidos, ácidos grasos y carbohidratos.
• Alcaloides: Compuestos nitrogenados como la morfina y codeína, usados como analgésicos.
• Flavonoides: Presentes en frutas, verduras y plantas medicinales como el brócoli y espinaca; tienen efectos antioxidantes y antiinflamatorios.
• Carotenoides: Pigmentos en frutas y verduras de colores vivos como las zanahorias y tomates; actúan como antioxidantes.
• Polifenoles: Se encuentran en plantas como el cacao, manzana y uvas; un ejemplo es el resveratrol que se asocia con la prevención de enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer.
• Terpenoides: Poseen propiedades antimicrobianas y antiinflamatorias; un ejemplo es el mentol usado en productos para la piel y la respiración.

Regulación del Crecimiento y Desarrollo

• Es esencial para la adaptación de las plantas al ambiente, involucrando eventos bioquímicos y fisiológicos.
• Se ve influenciado por la luz, el agua, los nutrientes y los factores de estrés.
• Procesos bioquímicos fundamentales en el crecimiento y desarrollo:
  • Hormonas vegetales.
  • Transducción de señales.
  • Expresión génica.
  • Metabolismo de carbohidratos.

Hormonas Vegetales

• Auxinas: Promueven la dominancia apical, elongación celular, enraizamiento de estacas, fototropismo y gravitropismo.
• Giberelinas: Fomentan la fructificación y el crecimiento del polen y tubo polínico.
• Citoquininas: Estimulan la división celular y retrasan el envejecimiento.

Otros Procesos Bioquímicos

• Transducción de señales: Proceso de interpretación de señales externas (luz, agua, nutrientes) interpretadas por las células y transmitidas a través de eventos bioquímicos intercelulares.
• Expresión génica: Es el proceso a través del cual la información genética contenida en el ADN se transcribe en ARN y este se traduce en proteínas.
  • Determina qué proteínas se producen en las células y en qué cantidad.
• Metabolismo de carbohidratos: Es la principal fuente energética para la síntesis de proteínas y otros compuestos esenciales.