Biosíntesis
Los carotenoides son una clase de pigmentos naturales sintetizados por diversos organismos, entre ellos plantas , algas y bacterias fotosintéticas. Se caracterizan por sus vibrantes colores amarillo, naranja y rojo, que contribuyen significativamente a la coloración de frutas y verduras. Los carotenoides desempeñan papeles esenciales en la fotosíntesis y ofrecen diversos beneficios para la salud, como propiedades antioxidantes y servir como precursores de la vitamina A. [1]
Vía biosintética
La biosíntesis de carotenoides ocurre principalmente en los plástidos de las células vegetales, particularmente dentro de los cloroplastos y cromoplastos . La vía biosintética se inicia con la condensación de dos moléculas de pirofosfato de geranilgeranilo (GGPP), un precursor isoprenoide de 20 carbonos. Los pasos clave en esta vía son los siguientes:
- Formación de fitoeno : La enzima fitoeno sintasa (PSY) cataliza la condensación de dos moléculas de GGPP para producir fitoeno , un carotenoide incoloro. [2]
- Desaturación a licopeno : El fitoeno sufre una serie de reacciones de desaturación facilitadas por enzimas como la fitoeno desaturasa (PDS) y la ζ-caroteno isomerasa (Z-ISO), lo que da como resultado la formación de licopeno , un carotenoide rojo.
- Ciclización a carotenoides : el licopeno se cicla en varios carotenoides, incluidos el α-caroteno y el β-caroteno , a través de la acción de la licopeno ciclasa (LCY), que cataliza la ciclización en los extremos de la molécula de licopeno. [3]
- Modificaciones posteriores : Las modificaciones posteriores, como la hidroxilación y la oxidación, conducen a la formación de xantofilas (por ejemplo, luteína y zeaxantina ) y otros derivados.
Enzimas clave
Varias enzimas desempeñan funciones fundamentales en la vía biosintética de los carotenoides:
- Fitoeno sintetasa (PSY): cataliza el primer paso comprometido en la biosíntesis de carotenoides, convirtiendo GGPP en fitoeno. [4]
- Fitoeno desaturasa (PDS): introduce enlaces dobles en el fitoeno, facilitando su conversión en licopeno. [5]
- Licopeno ciclasa (LCY): Responsable de la ciclización del licopeno en α-caroteno o β-caroteno. [6]
- Hidroxilasas de carotenoides : enzimas como la luteína epóxido ciclasa (LUT) introducen grupos hidroxilo en los carotenoides, lo que conduce a la formación de xantofilas. [7]
Regulación
La regulación de la biosíntesis de carotenoides está influenciada por diversos factores, entre ellos:
- Expresión genética: muchos genes biosintéticos de carotenoides se regulan positivamente con la luz, lo que mejora la expresión de PSY y, posteriormente, aumenta la producción de carotenoides. [8]
- Regulación hormonal: Las fitohormonas como las auxinas y el ácido abscísico modulan la biosíntesis de carotenoides. En particular, el ácido abscísico mejora la acumulación de carotenoides en condiciones de estrés. [9]
- Factores ambientales: Los factores estresantes como la sequía o el ataque de patógenos pueden desencadenar la acumulación de carotenoides como respuesta protectora, mejorando así la resiliencia de las plantas. [10]
Significado
En las plantas
Los carotenoides desempeñan funciones en los organismos fotosintéticos al:
En la salud humana
Los carotenoides, especialmente los carotenoides provitamina A como el β-caroteno , son esenciales para la salud humana. Entre sus beneficios se incluyen:
Referencias
- ^ "Carotenoide | Definición, descripción, funciones, ejemplos y datos | Britannica". www.britannica.com . Consultado el 20 de octubre de 2024 .
- ^ van der Hart, Onno (diciembre de 2012). "El uso de imágenes en el tratamiento de fase 1 de pacientes con trastornos disociativos complejos". Revista Europea de Psicotraumatología . 3 (1). doi :10.3402/ejpt.v3i0.8458. PMC 3402145 . PMID 22893843.
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