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fitoalexina

El capsidiol es una fitoalexina producida por ciertas plantas en respuesta al ataque patógeno.

Las fitoalexinas son sustancias antimicrobianas , algunas de las cuales también son antioxidantes . Se definen, no por tener una estructura o carácter químico particular, sino por el hecho de que son sintetizados defensivamente de novo por plantas que producen los compuestos rápidamente en los sitios de infección por patógenos. En general, las fitoalexinas son inhibidores de amplio espectro; son químicamente diversos y diferentes clases químicas de compuestos son características de taxones de plantas particulares . Las fitoalexinas tienden a clasificarse en varias clases químicas, incluidos terpenoides , glicoesteroides y alcaloides ; sin embargo, el término se aplica a cualquier fitoquímico inducido por una infección microbiana.

Función

Las fitoalexinas se producen en las plantas para actuar como toxinas para el organismo atacante. Pueden perforar la pared celular , retrasar la maduración, alterar el metabolismo o impedir la reproducción del patógeno en cuestión. Su importancia en la defensa de las plantas está indicada por un aumento en la susceptibilidad del tejido vegetal a la infección cuando se inhibe la biosíntesis de fitoalexinas. Los mutantes incapaces de producir fitoalexinas exhiben una colonización de patógenos más extensa en comparación con los tipos salvajes. Como tal, los patógenos específicos del huésped capaces de degradar las fitoalexinas son más virulentos que aquellos que no pueden hacerlo. [1]

Cuando una célula vegetal reconoce partículas de células dañadas o partículas del patógeno, la planta lanza una resistencia doble: una respuesta general a corto plazo y una respuesta específica retrasada a largo plazo. [ cita necesaria ]

Como parte de la resistencia inducida, la respuesta a corto plazo, la planta despliega especies reactivas de oxígeno como el superóxido y el peróxido de hidrógeno para matar las células invasoras. En las interacciones entre patógenos, la respuesta común a corto plazo es la respuesta hipersensible , en la que se indica a las células que rodean el sitio de la infección que experimenten apoptosis , o muerte celular programada, para evitar la propagación del patógeno al resto de la planta. [ cita necesaria ]

La resistencia a largo plazo, o resistencia sistémica adquirida (SAR), implica la comunicación del tejido dañado con el resto de la planta mediante hormonas vegetales como el ácido jasmónico , el etileno , el ácido abscísico o el ácido salicílico . La recepción de la señal provoca cambios globales dentro de la planta, que inducen la expresión de genes que protegen de una mayor intrusión de patógenos, incluidas las enzimas implicadas en la producción de fitoalexinas. A menudo, si el tejido herido libera jasmonatos o etileno (ambas hormonas gaseosas), las plantas vecinas también fabrican fitoalexinas en respuesta. Para los herbívoros, vectores comunes de enfermedades de las plantas , estos y otros aromáticos de respuesta a las heridas parecen actuar como una advertencia de que la planta ya no es comestible. [ cita necesaria ] Además, de acuerdo con el viejo refrán, "un enemigo de mi enemigo es mi amigo", los aromáticos pueden alertar a los enemigos naturales de las plantas invasoras sobre su presencia.

Investigación reciente

La alixina (3-hidroxi-5-metoxi-6-metil-2-pentil-4H - piran-4-ona), un compuesto que no contiene azufre y que tiene una estructura esquelética de γ-pirona , fue el primer compuesto aislado del ajo. como fitoalexina, producto inducido en las plantas por estrés continuo . [2] Se ha demostrado que este compuesto tiene propiedades biológicas únicas, como efectos antioxidantes, [2] efectos antimicrobianos, [2] efectos promotores de tumores, [3] inhibición de la unión al ADN de la aflatoxina B2 , [4 ] y efectos neurotróficos. [4] Allixin mostró un efecto promotor antitumoral in vivo, inhibiendo la formación de tumores de piel por TPA en ratones iniciados con DMBA . [3] En este documento, se puede esperar que la alixina y/o sus análogos sean compuestos útiles para la prevención del cáncer o agentes de quimioterapia para otras enfermedades. [ cita necesaria ]

Papel de los fenoles naturales en la defensa de las plantas contra hongos patógenos.

Los polifenoles , especialmente los isoflavonoides y sustancias relacionadas, desempeñan un papel en la defensa de las plantas contra hongos y otros patógenos microbianos.

En la uva Vitis vinifera , el transresveratrol es una fitoalexina producida contra el crecimiento de hongos patógenos como Botrytis cinerea [5] y la delta-viniferina es otra fitoalexina de la vid producida después de una infección fúngica por Plasmopara viticola . [6] La pinosilvina es una toxina estilbenoide preinfecciosa (es decir, sintetizada antes de la infección), a diferencia de las fitoalexinas que se sintetizan durante la infección. Está presente en el duramen de las Pináceas . [7] Es una fungitoxina que protege la madera de la infección por hongos . [8]

Sakuranetin es una flavanona , un tipo de flavonoide. Se puede encontrar en Polymnia fruticosa [9] y arroz , donde actúa como fitoalexina contra la germinación de esporas de Pyricularia oryzae . [10] En el sorgo , el gen SbF3'H2 , que codifica un flavonoide 3'-hidroxilasa , parece expresarse en la síntesis de fitoalexina 3-desoxiantocianidina específica del patógeno , [11] por ejemplo en las interacciones entre sorgo y Colletotrichum . [12]

La 6-metoximellina es una dihidroisocumarina y una fitoalexina inducida en rodajas de zanahoria por UV-C , [13] que permite la resistencia a Botrytis cinerea [14] y otros microorganismos . [15]

La danielona es una fitoalexina que se encuentra en la fruta de la papaya . Este compuesto mostró alta actividad antifúngica contra Colletotrichum gloesporioides , un hongo patógeno de la papaya. [dieciséis]

Los estilbenos se producen en Eucalyptus sideroxylon en caso de ataques de patógenos. Estos compuestos pueden estar implicados en la respuesta hipersensible de las plantas. Los altos niveles de polifenoles en algunas maderas pueden explicar su preservación natural contra la putrefacción. [17]

Las avenantramidas son fitoalexinas producidas por Avena sativa en su respuesta a Puccinia coronata var. avenae f. sp. avenae , la roya de la corona de la avena . [18] [19] (Las avenantramidas anteriormente se llamaban avenaluminas). [20]

Ver también

Referencias

  1. ^ Glazebrook, J; Ausubel, FM (1994). "Aislamiento de mutantes de Arabidopsis thaliana deficientes en fitoalexinas y caracterización de sus interacciones con patógenos bacterianos". PNAS . 91 (19): 8955–8959. Código bibliográfico : 1994PNAS...91.8955G. doi : 10.1073/pnas.91.19.8955 . PMC  44725 . PMID  8090752.
  2. ^ abc Kodera Y, Matuura H, Yoshida S, Sumida T, Itakura Y, Fuwa T, Nishino H (1989). "Allixin, un compuesto estresante del ajo". Química. Farmacéutica. Toro . 37 (6): 1656–1658. doi : 10.1248/cpb.37.1656 .
  3. ^ ab Nishino H, Nishino A, Takayama J, Iwashima A, Itakura Y, Kodera Y, Matsuura H, Fuwa T (1990). "Actividad antitumoral promotora de la alixina, un compuesto de estrés producido por el ajo". Cáncer J. 3 : 20–21.
  4. ^ ab Yamasaki T.; Acero RW; Lau BHS (1991). "Efecto de la alixina, una fitoalexina producida por el ajo, sobre la mutagénesis, la unión al ADN y el metabolismo de la aflatoxina B1". Cáncer Lett . 59 (2): 89–94. doi :10.1016/0304-3835(91)90171-D. PMID  1909211.
  5. ^ F. Favarón; el señor Lucchetta; S. Odorizzi; EN País da Cunha; L. Sella (2009). "El papel de los polifenoles de la uva en la actividad del trans-resveratrol contra Botrytis cinerea y de la lacasa fúngica en la solubilidad de las supuestas proteínas PR de la uva" (PDF) . Revista de patología vegetal . 91 (3): 579–588 . Consultado el 22 de enero de 2011 .
  6. ^ Timperio, Anna María; d'Alessandro, Angelo; Fagioni, Marco; Magro, Paolo; Zolla, Lello (2012). "Producción de fitoalexinas trans-resveratrol y delta-viniferina en dos cultivares de uva relevantes para la economía tras la infección con Botrytis cinerea en condiciones de campo". Fisiología y Bioquímica Vegetal . 50 (1): 65–71. doi :10.1016/j.plaphy.2011.07.008. PMID  21821423.
  7. ^ Hovelstad, Hanne; Leirset, Ingebjorg; Oyaas, Karin; Fiksdahl, Anne (2006). "Análisis de detección de pinosilvina estilbenos, ácidos resínicos y lignanos en coníferas noruegas". Moléculas . 11 (1): 103–14. doi : 10.3390/11010103 . PMC 6148674 . PMID  17962750. 
  8. ^ Lee, SK; Lee, HJ; Mín, HY; Park, EJ; Lee, KM; Ahn, YH; Cho, YJ; Pyee, JH (2005). "Actividad antibacteriana y antifúngica de la pinosilvina, un componente del pino". Fitoterapia . 76 (2): 258–60. doi :10.1016/j.fitote.2004.12.004. PMID  15752644.
  9. ^ "Estructura y datos de Sakuranetin (NSC 407228)". home.ncifcrf.gov . Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2018 . Consultado el 13 de abril de 2012 .
  10. ^ Kodama, Osamu; Miyakawa, Junichi; Akatsuka, Tadami; Kiyosawa, Shigehisa (1992). "Sakuranetin, una fitoalexina de flavanona procedente de hojas de arroz irradiadas con rayos ultravioleta". Fitoquímica . 31 (11): 3807–3809. Código Bib : 1992PChem..31.3807K. doi :10.1016/S0031-9422(00)97532-0.
  11. ^ Chun-Hat Shih; Iván K. Chu; Ala Kin Yip; Clive Lo (2006). "Expresión diferencial de dos ADNc de flavonoide 3'-hidroxilasa implicados en la biosíntesis de pigmentos de antocianina y fitoalexinas de 3-desoxiantocianidina en sorgo". Fisiología Vegetal y Celular . 47 (10): 1412-1419. doi : 10.1093/pcp/pcl003 . PMID  16943219.
  12. ^ Chopra, Surinder; Gaffoor, Iffa; Ibraheem, Farag. "Biosíntesis y regulación de fitoalexinas 3-desoxiantocianidina inducidas durante la interacción Sorghum-Colletotrichum: expresión heteróloga en maíz". Archivado desde el original el 25 de julio de 2011.
  13. ^ Mercier, J.; Arul, J.; Ponnampalam, R.; Boulet, M. (1993). "Inducción de 6-metoximellina y resistencia a patógenos de almacenamiento en rodajas de zanahoria por UV-C". Revista de fitopatología . 137 : 44–54. doi :10.1111/j.1439-0434.1993.tb01324.x.
  14. ^ Hoffman, R.; Heale, JB (1987). "Muerte celular, acumulación de 6-metoximellina y resistencia inducida a Botrytis cinerea en rodajas de raíz de zanahoria". Patología Vegetal Fisiológica y Molecular . 30 : 67–75. doi :10.1016/0885-5765(87)90083-X.
  15. ^ Kurosaki, Fumiya; Nishi, Arasuke (1983). "Aislamiento y actividad antimicrobiana de la fitoalexina 6-metoximellina de células cultivadas de zanahoria". Fitoquímica . 22 (3): 669. Código bibliográfico : 1983PChem..22..669K. doi :10.1016/S0031-9422(00)86959-9.
  16. ^ Echeverri, Fernando; Torres, Fernando; Quiñones, Winston; Cardona, Gloria; Archbold, Rosendo; Roldan, Javier; Brito, Ivan; Luis, Javier G.; Lahlou, El-Hassane (1997). "Danielone, a phytoalexin from papaya fruit". Phytochemistry. 44 (2): 255–256. Bibcode:1997PChem..44..255E. doi:10.1016/S0031-9422(96)00418-9. PMID 9004541.
  17. ^ Hart, John H.; Hillis, W. E. (1974). "Inhibition of wood-rotting fungi by stilbenes and other polyphenols in Eucalyptus sideroxylon". Phytopathology. 64 (7): 939–48. doi:10.1094/Phyto-64-939.
  18. ^ Mayama, S.; Bordin, A.P.A.; Morikawa, T.; Tanpo, H.; Kato, H. (1995). "Association of avenalumin accumulation with co-segregation of victorin sensitivity and crown rust resistance in oat lines carrying the Pc-2 gene". Physiological and Molecular Plant Pathology. 46 (4): 263–274. doi:10.1006/pmpp.1995.1021. S2CID 82948086.
  19. ^ Mayama, S.; Matsuura, Y.; Iida, H.; Tani, T. (1982). "The role of avenalumin in the resistance of oat to crown rust, Puccinia coronata f. sp. avenae". Physiological Plant Pathology. 20 (2): 189–199. doi:10.1016/0048-4059(82)90084-4.
  20. ^ Hammerschmidt, Ray (1999). "Phytoalexins: What Have We Learned After 60 Years?". Annual Review of Phytopathology. 37 (1): 285–306. doi:10.1146/annurev.phyto.37.1.285. PMID 11701825.

Further reading

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