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Jasmonato de metilo

El metiljasmonato (abreviado MeJA ) es un compuesto orgánico volátil utilizado en la defensa de las plantas y en diversas vías de desarrollo, como la germinación de semillas , el crecimiento de las raíces , la floración , la maduración de la fruta y la senescencia . [1] El metiljasmonato se deriva del ácido jasmónico y la reacción es catalizada por la carboxil metiltransferasa del ácido S -adenosil- L -metionina:jasmónico. [2]

Descripción

Las plantas producen ácido jasmónico y metil jasmonato en respuesta a muchos factores de estrés bióticos y abióticos (en particular, herbivoría y heridas), que se acumulan en las partes dañadas de la planta. El metil jasmonato se puede utilizar para enviar señales a los sistemas de defensa de la planta original o se puede propagar por contacto físico o por el aire para producir una reacción defensiva en plantas ilesas. Las plantas ilesas absorben el MeJA transportado por el aire a través de los estomas o por difusión a través del citoplasma de las células de las hojas . Un ataque herbívoro a una planta hace que ésta produzca MeJA tanto para la defensa interna como para un compuesto de señalización a otras plantas. [3]

Productos químicos de defensa

MeJA puede inducir a la planta a producir múltiples tipos diferentes de sustancias químicas de defensa, como fitoalexinas (antimicrobianas), [4] nicotina o inhibidores de proteasa . [3] Los inhibidores de proteasa interfieren con el proceso digestivo del insecto y disuaden al insecto de volver a comer la planta.

MeJA se ha utilizado para estimular la producción traumática de conductos resinosos en árboles de abeto de Noruega . [5] Esto se puede utilizar como defensa contra muchos insectos atacantes como un tipo de vacuna. [6]

Experimentos

Se ha demostrado que la aplicación externa de metil jasmonato induce respuestas defensivas de las plantas contra factores estresantes tanto bióticos como abióticos. Cuando se aplicaron tratamientos de metil jasmonato a Picea abies ( pícea de Noruega ), la acumulación de compuestos monoterpénicos y sesquiterpénicos se duplicó en los tejidos de las acículas de la picea, una respuesta que normalmente solo se desencadena cuando el tejido está dañado. [7]

En un experimento que probó el efecto de los tratamientos con metil jasmonato en la tolerancia a la sequía, se demostró que las plantas de fresa alteraban su metabolismo y podían soportar mejor el estrés hídrico y las condiciones de sequía al reducir la cantidad de transpiración y la peroxidación lipídica de la membrana. [8]

La aplicación externa de metil jasmonato también ha demostrado una propensión a inducir una mayor resistencia a la herbivoría de los insectos en algunos cultivos agrícolas, como las coles y el tabaco . Las plantas tratadas con metil jasmonato y expuestas a los insectos herbívoros tuvieron niveles significativamente más bajos de herbivoría, y los insectos herbívoros tuvieron un desarrollo más lento, en comparación con las plantas no tratadas. [9]

En experimentos recientes, se ha demostrado que el metil jasmonato es eficaz para prevenir el crecimiento bacteriano en las plantas cuando se aplica en forma de aerosol sobre las hojas. Se cree que el efecto antibacteriano se debe a que el metil jasmonato induce resistencia. [10]

La MeJA también es una hormona vegetal que interviene en el enrollamiento de los zarcillos (raíces), la floración y la maduración de las semillas y los frutos. Un aumento de la hormona afecta el tiempo de floración, la morfología de las flores y la cantidad de flores abiertas. [11] La MeJA induce la actividad de la enzima formadora de etileno, lo que aumenta la cantidad de etileno a la cantidad necesaria para la maduración de los frutos. [12]

Se ha demostrado que el aumento de las cantidades de metil jasmonato en las raíces de las plantas inhibe su crecimiento. [13] Se predice que las mayores cantidades de MeJA activan genes previamente no expresados ​​dentro de las raíces para provocar la inhibición del crecimiento. [12]

Células cancerosas

El metil jasmonato induce la liberación de citocromo C en las mitocondrias de las células cancerosas, lo que provoca la muerte celular , pero no daña las células normales. En concreto, puede provocar la muerte celular en células de leucemia linfocítica crónica de células B extraídas de pacientes humanos con esta enfermedad y tratadas después en un cultivo de tejidos con metil jasmonato. El tratamiento de linfocitos humanos normales aislados de sangre no provocó la muerte celular. [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ Cheong, Jong-Joo; Choi, Yang Do (julio de 2003). "El metil jasmonato como sustancia vital en las plantas". Tendencias en genética . 19 (7): 409–413. doi :10.1016/S0168-9525(03)00138-0. PMID  12850447.
  2. ^ Christie, William W. (22 de mayo de 2014). «Oxilipinas vegetales: química y biología». Archivado desde el original el 30 de junio de 2015. Consultado el 11 de julio de 2017 .
  3. ^ ab Farmer, EE; Ryan, CA (1 de octubre de 1990). "Comunicación entre plantas: el metil jasmonato transportado por el aire induce la síntesis de inhibidores de proteinasa en las hojas de las plantas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 87 (19): 7713–7716. Bibcode :1990PNAS...87.7713F. doi : 10.1073/pnas.87.19.7713 . PMC 54818 . PMID  11607107. 
  4. ^ Stanley, D. (febrero de 1998). "Keeping Freshness in Fresh-Cut Produce" (Mantener la frescura de los productos recién cortados). Revista de investigación agrícola . Departamento de Agricultura de los Estados Unidos . Consultado el 27 de octubre de 2010 .
  5. ^ Martin, DM; Gershenzon, J.; Bohlmann, J. (2003). "Inducción de la biosíntesis de terpenos volátiles y emisión diurna por metil jasmonato en el follaje de la pícea de Noruega". Fisiología vegetal . 132 (3): 1586–1599. doi :10.1104/pp.103.021196. PMC 167096 . PMID  12857838. S2CID  23062454 . Consultado el 1 de septiembre de 2016 . 
  6. ^ Mageroy, Melissa H.; Christiansen, Erik; Langström, Bo; Borg-Karlson, Anna-Karin; Solheim, Halvor; Björklund, Niklas; Zhao, Tao; Schmidt, Axel; Fossdal, Carl Gunnar; Krokene, Paal (febrero de 2020). "La preparación de defensas inducibles protege a la pícea contra los escarabajos de la corteza que matan los árboles". Planta, célula y medio ambiente . 43 (2): 420–430. doi :10.1111/pce.13661. hdl : 21.11116/0000-0004-E7D0-C . ISSN  0140-7791. PMID  31677172. S2CID  207834105.
  7. ^ Martin, Diane M.; Gershenzon, Jonathan; Bohlmann, Jörg (julio de 2003). "Inducción de la biosíntesis de terpenos volátiles y emisión diurna por metil jasmonato en el follaje de la pícea de Noruega". Fisiología vegetal . 132 (3): 1586–1599. doi :10.1104/pp.103.021196. ISSN  1532-2548. PMC 167096 . PMID  12857838. 
  8. ^ Wang, SY (noviembre de 1999). "El metil jasmonato reduce el estrés hídrico en la fresa". Journal of Plant Growth Regulation . 18 (3): 127–134. doi :10.1007/pl00007060. ISSN  0721-7595. PMID  10594248. S2CID  1019939.
  9. ^ Avdiushko, SA; Brown, GC; Dahlman, DL; Hildebrand, DF (1997-06-01). "La exposición al metil jasmonato induce resistencia a los insectos en la col y el tabaco". Entomología ambiental . 26 (3): 642–654. doi :10.1093/ee/26.3.642. ISSN  1938-2936.
  10. ^ Luzzatto, T.; Yishay, M.; Lipsky, A.; Ion, A.; Belausov, E.; Yedidia, I. (agosto de 2007). "Resistencia duradera y eficiente contra la bacteria de la podredumbre blanda Pectobacterium carotovorum en calas proporcionada por el activador vegetal metil jasmonato". Fitopatología . 56 (4): 692–701. doi :10.1111/j.1365-3059.2007.01622.x.
  11. ^ Radhika, V.; Cost, J.; Boland, W.; Heil, M. (2010). "El papel de los jasmonatos en la secreción de néctar floral". PLOS ONE . ​​5 (2): e9265. doi : 10.1371/journal.pone.0009265 . PMC 2824824 . PMID  20174464. 
  12. ^ ab Berger, S.; Bell, E.; Mullet, JE (junio de 1996). "Dos mutantes insensibles al metil jasmonato muestran una expresión alterada de AtVsp en respuesta al metil jasmonato y a las heridas". Fisiología vegetal . 111 (2): 525–531. doi :10.1104/pp.111.2.525. PMC 157863 . PMID  12226307. 
  13. ^ Wasternack, C. (2007). "Jasmonates: una actualización sobre biosíntesis, transducción de señales y acción en la respuesta al estrés de las plantas, el crecimiento y el desarrollo". Anales de botánica . 100 (4): 681–697. doi :10.1093/aob/mcm079. PMC 2749622. PMID 17513307.  Archivado desde el original el 25 de junio de 2012. Consultado el 27 de octubre de 2010 . 
  14. ^ Rotem, R.; Heyfets, A.; Fingrut, O.; Blickstein, D.; Shaklai, M.; Flesher, E. (2005). "Jasmonatos: nuevos agentes anticancerígenos que actúan directa y selectivamente sobre las mitocondrias de las células cancerosas humanas". Cancer Research . 65 (5): 1984–1993. doi :10.1158/0008-5472.CAN-04-3091. PMID  15753398. S2CID  2151552 . Consultado el 27 de octubre de 2010 .

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