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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS BIOLOGICAS Y QUIMICAS PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRONOMICA TEMA: Las Poliaminas ASIGNATURA: Biotecnología Vegetal PROFESOR: Ing. Froy Coloma REALIZADO POR: James Chávez Marilu Mamani Allison Llerena Giancarlo Choque AREQUIPA – PERU 2015

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poliamidas

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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIAFACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS BIOLOGICAS Y QUIMICASPROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRONOMICATEMA: Las Poliaminas

ASIGNATURA:Biotecnologa Vegetal

PROFESOR:Ing. Froy Coloma

REALIZADO POR:James Chvez Marilu MamaniAllison Llerena Giancarlo Choque

AREQUIPA PERU2015

Las poliaminas fueron descubiertas por primera vez por Antoine van Leewenhoek en el ao 1678 al ver sustancias cristalinas en el semen humano. No fue sino hasta 250 aos despus que Rosenheim les dio nombre a estas estructuras ahora llamadas espermina. Los primeros estudios relacionados a las poliaminas fueron realizados en Helsinki, donde estudiaron la acumulacin de stas sustancias en la regeneracin del hgado de rata. Luego de realizadas estas observaciones incipientes se comenz a investigar a cerca del metabolismo de stas (Bachrach 2009).

Introduccion:son un grupo de compuestos nitrogenados de bajo peso molecular que se presentan en las clulas de todos los seres vivos (Galston 1983). Por su carcter policatinico (cargadas positivamente) pueden unirse y formar complejos con molculas polianinicas (cargadas negativamente), tales como algunas protenas, los fosfolpidos, las pectinas, el ADN y el ARN, entre otras (Galston 1983; Galston y Kaur-Shawney 1987). Debido a estas caractersticas, las PA afectan la actividad celular, y como consecuencia estn involucradas en una amplia gama de procesos fisiolgicos que van desde el crecimiento y desarrollo vegetal hasta la proteccin contra el estrs bitico y abiticoDefinicin de PoliaminasEstructura y localizacin en la clula

Las poliaminas se han encontrado tanto en el citoplasma como en las vacuolas, mitocondrias y cloroplasto. Son molculas de carga positiva que contienen dos o ms grupos aminos en su estructura. Se conoce 4 tipos de poliaminas las cuales son la putrecina (una diamina), espermidina (una triamina), espermina (una tetramina) y cadaverina; sin embargo en plantas las tres primeras son las principales que median las interacciones para los procesos en que intervienen las poliaminas (Ludford s.f., Sobern 2008).

La biosntesis de las poliaminas tiene como precursor la arginina y la ornitina. Ambos precursores provienen del ciclo de la urea. La ornitina se descompone gracias a la Ornitina Descarboxilasa (ODC) dando como resultado la Putrecina. Otro camino para la formacin de las poliaminas es a travs de la arginina, la cual gracias a la Arginina Desacarboxilasa (ADC), forma al intermediario Agmatina que posteriormente se convertir en Putrecina (Kaur-Sawhney et al 2003).

Biosntesis

En cuanto al transporte de este regulador no est completamente claro, pues a pesar de que se han propuestos varias teoras an no se ha descubierto a nivel molecular. Una de ella es la sugerencia con base en experimentos en clulas de zanahoria, con putericina y espermidina, que la entrada de las poliaminas se encuentra mediada por un gradiente elctrico transmembranal mediante un mecanismo de antipuerto (Kusano et al. 2008).

Transporte

Las poliaminas son catabolizadas por enzimas llamadas PAO (poliamina oxidasa); adems cuenta con otras enzimas como la SMO (espermina oxidasa) y las DAO (diamina oxidasa) que necesita del cobre como cofactor. El catabolismo de las poliaminas en plantas es de gran importancia ya que sirven de sustratos para otras molculas. Un ejemplo de esto es la putrecina que sirve de sustrato para la formacin de alcaloides nicotnicos (Kusano et al. 2008).

CatabolismoKusano et al. (2008) resalta la importancia de la regulacin de las PAs dentro de la planta; ya que altas concentraciones de poliaminas en las clulas puede resultar ser txico para stas y pueden terminar con la muerte celular. La transformacin de la putrecina a espermidina y de espermidina a espermina no se puede llevar a cabo sin la presencia del sustrato SAM descarboxilado. Es por esto que la presencia de la enzima SAMDC es esencial para que se lleve a cabo del proceso de transformacin de la SAM al sustrato previamente mencionado.

HomeostasisAnlisis del contenido endgeno de poliaminas El contenido de PA puede reflejar aspectos claves de la fisiologa de la planta, relacionados con cada uno de los estados de desarrollo y como respuesta a diferentes condiciones ambientales. De igual manera, este contenido vara en los diferentes tejidos y rganos de la planta. Para determinar los niveles endgenos de PA en los diferentes tejidos, se lleva a cabo el siguiente procedimiento (Smith 1991):

Las PA se extraen del tejido vegetal macerndolo en fro (a 4C) con cido tricloroactico (TCA). La funcin del TCA es evitar la reaccin de las PA con otras molculas o su degradacin. Al extracto se le adiciona cloruro de dansilo, compuesto fluorescente, el cual se adhiere a los grupos con carga positiva de las PA, hacindolas visibles bajo luz ultravioleta.Es necesario remover del extracto vegetal todos aquellos compuestos que no sean PA, como fenoles y taninos, y restos de reactivos qumicos de los pasos anterioresModo de accin de las poliaminas . Efectos fisiolgicosEsenciales para completar los ciclos de divisin celular, diferenciacin vascularInhibir o retrasar los procesos metablicos asociados a la senescencia de los tejidos (degradacin de clorofilas, de cidos nucleicos yproteolisis)Incremento del contenido de poliaminas en situaciones de stress (deficiencias nutricionales, bajas y altas temperaturas, salinidad) aunque no se sabe si dan origen a reacciones de tolerancia o son una respuesta al stress.Capacidad antioxidante y estabilizadora de las membranas.Diferenciacin de embrioides en cultivo de tejidos.

A nivel del desarrollo de la plantaLas poliaminas juegan un rol importante en lo que es la divisin celular. Parece ser que el paso de la putrecina a espermidina es importante en el control de la tasa de la divisin celular; mientras que los altos niveles de espermidina y espermina son esenciales en las fases de divisin celular G1 a S (Galston y Kaur-Sawhney 1995).Adems de estas funciones se ha visto que las poliaminas juegan un papel en los procesos de la transcripcin de genes, la divisin celular, replicaicn de ADN, desarrollo de frutos y maduracin y en el desarrollo de los rganos (Kaur-Sawhney 2003).

En la defensa contra el estrs biticoUna reaccin hipersensitiva (HR) se lleva a cabo cuando una planta entra en contacto con el patgeno, produciendo la muerte celular de esa rea que se ve afectada. Se ha visto que con el virus del mosaico del tabaco (TMV) y un gen de resistencia a ste; se lleva a cabo la HR y adems se ha notado que los niveles de poliaminas suben cuando se da sta interaccin (Marini et al. 2001)

Estrs abiticoA pesar que las poliaminas juegan un papel en la respuesta al estrs abitico, no se ha aclarado por completo como es que ellas actan durante este proceso; por esto se ha utilizado Arabidopsis como planta modelo para realizar investigaciones en este campo (Alczar et al 2006). Se ha visto que los altos niveles de poliaminas en las clulas estn correlacionados con la tolerancia al estrs abitico; mientras que en plantas donde se inhibi la biosntesis de ste regulador la tolerancia se perda; sin embargo las aplicaciones exgenas de poliaminas revertan la situacin (Alczar et al 2006).

. Efectos in vitroLas poliaminas regulan procesos como la embriognesis somtica y zigotica as como la organognesis de las plantas. Esto se ha logrado poner en evidencia gracias a que en mutantes de Arabidopsis thaliana con la biosntesis interrumpida de esta hormona tienen problemas durante su desarrollo (Baron y Stasolla 2008).Baron y Stasolla (2008) sealan que la importancia de las poliaminas durante el desarrollo de embriones se basa en que son molculas que sirven de reguladores durante la divisin celular, especficamente en la fase en la cual las divisiones simtricas y asimtricas de las clulas coinciden con la diferenciacin celular y la muerte.Poliaminas y etileno: Las poliaminas y el etileno tienen en comn a la SAM en su va de biosntesis. Se sugiere que las poliaminas regulan la inhibicin de ste al nivel de la acumulacin de la ACC sintasa; ya que en este paso durante la produccin de etileno es necesario del SAM, y como ya se mencion anteriormente las PAs compiten por l. (Pandey et al. 2000).

Posibles AplicacionesLas poliaminas putrescina, espermidina y espermina son compuestos nitrogenados alifticos que actualmente se consideran como reguladores del crecimiento y desarrollo de plantas por su efecto demostrado sobre el crecimiento, la divisin y la diferenciacin celular a bajas concentraciones. Por su carcter policatinico pueden unirse a molculas cargadas negativamente tales como cidos nucleicos, protenas o fosfolpidos, alterando la expresin gnica y la actividad de ciertos enzimas, as como variando la fluidez y la permeabilidad de las membranas biolgicas. En algn caso, las poliaminas actan como reserva de nitrgeno, constituyendo la nica fuente del mismo.

Conclusiones

Poliaminas: reguladores del crecimiento con mltiples efectos en las plantas Polyamines: Growth Regulators with Multiples Effects in Plants Cristina Mendoza Forero1;Pedro J. Rocha SalavarrietaFitohormonas: metabolismo y modo de accinEscrito por Aurelio Gmez Cadenas, Pilar Garca Agustnhttp://www.biologia.edu.ar/PARTE III. TEMA 14FITOREGULADORES UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA

Bibliografa