de metabolitos secundarios

Transcripción

1 Elicitación de la producción de metabolitos secundarios

2 Los vegetales no poseen células ni tejidos especializados en la defensa TODAS sus células poseen la potencialidad de responder por si mismas para atemperar una infección ió y construir una respuesta defensiva.

3 respuesta hipersensitiva HR localizada implica el colapso de las células vegetales agredidas la producción de especies de oxígeno reactivas (ROS) la activación de genes relacionados con la defensa cambios estructurales de las paredes celulares la síntesis de fitoalexinas Esta respuesta localizada ocurre en el sitio de ataque y el resultado son lesiones claramente delimitadas y circundadas por tejido sano.

4 resistencia sistémica adquirida SAR inducidai d id por cientos elicitores i transientemente aumenta la resistencia del individuo entero ante un posterior ataque patogénico Su principal inductor es SA que se acumula en en el sitio de infección ió durante la HR y se diseminai para general una amplia gama de respuestas.

5 Los elicitores son factores químicos o físicos de variado origen que inducen cambios fisiológicos i i en el organismo blanco Los elicitores son los compuestos señal que estimulan la aparición ió de cualquier respuesta defensiva M h li it tú d t i t d Muchos elicitores actúan como determinantes de avirulencia al ser reconocidos por la planta e iniciar la ruta de expresión de proteínas relacionadas con la patogenia (PRP) o fitoalexinas

6 productos codificados por genes avirulentos de los patógenos Elicitores bióticos componentes estructurales liberados a partir de las paredes celulares de los patógenos y células vegetales durante las etapas tempranas del ataque patogénico. compuestost sintetizados ti por la planta en respuesta al ataque externo Compuestos inorgánicos Elicitores abióticos Compuestos orgánicos Iones metálicos Factores físicos

7 Clasificación de compuestos elicitores de acuerdo a su naturaleza química Quitina: Son β-1,4 oligómeros de N-acetilglucosamina componente de las paredes fúngicas. Quitosan: Q quitina desacetilada d Poli y Oligosacáridos Oligogalacturónidos: homopolímeros de ácido α-1,4-dgalactosilurónico liberados de homogalacturónidos de paredes vegetales mediante el ataque fúngico. xiloglucanos: componentes de paredes vegetales laminarinas: β-glucanos

8 Clasificación de compuestos elicitores de acuerdo a su naturaleza química Quitina: Son β-1,4 oligómeros de N-acetilglucosamina componente de las paredes fúngicas. Es un polímero insoluble, las quitinasas de origen vegetal liberan fragmentos solubles de menor peso molecular con capacidad elicitora. Poli y Oligosacáridos Origen fúngico Mínimo grado de polimerización con capacidad elicitora: 4 unidades monoméricas Inducen lignificación y síntesis de fitoalexinas Quitosan: quitina desacetilada Presenta actividad frente a plantas y cultivos insensibles a quitina.

9 Clasificación de compuestos elicitores de acuerdo a su naturaleza química Oligogalacturónidos: homopolímeros de ácido α-1,4-dgalactosilurónico liberados de homogalacturónidos de paredes vegetales mediante el ataque fúngico. El grado de polimerización para ser reconocido por receptores de membrana varía entre 8 y 15 residuos de ácido urónico. Iniciadores de la respuesta frente al traumatismos mecánicos de diferente origen (wounding) Poli y Oligosacáridos origen vegetal Se los ha incluído dentro de los reguladores de crecimiento vegetal tanto por su origen como por los procesos de desarrollo que facilitan y se sugiere que poseen un rol como señal sistémica interna. xiloglucanos: componentes de paredes vegetales laminarinas: β-glucanos

10 Clasificación de compuestos elicitores de acuerdo a su naturaleza química elicitinas producidas por especies de Phytophthora Familia de proteínas de bajo PM altamente conservadas codificadas por una familia de multigenes inducen SAR, HR, síntesis de etileno, fitoalexinas sesquiterpénicas y proteínas relacionadas con la patogenia PRP. Glicoproteínas Y péptidos p Harpinas: origen bacteriano (Pseudomonas sp.) 13-pep: origen fúngico (P.sojae) Sistemina: origen vegetal (aislado de hojas de tomate), Proteína kDa 12 Flagelina 22 (fgl 22): origen bacteriano

11 Clasificación de compuestos elicitores de acuerdo a su naturaleza química Siringólido: glicolípido de origen bacteriano (E. coli) Lípidos Factores Nod: lipopolisacáridos origen bacteriano (Rhizobia) violicitina: N-linoleil-L-glutamina L origen insectos

12 Percepción de la señal elicitora Las proteínas de unión de alta especificidad con función inequívoca de receptor deben cumplir con: La interacción con el compuesto señal debe generar una típica respuesta celular o al menos de membrana El sitio de unión de los ligandos sea saturable, reversible y de alta afinidad Debe D b existir correlación cuantitativa entre la afinidad id d de los ligandos (determinada por ensayos de binding) y la capacidad de elicitar respuesta biológica

13 Percepción de la señal elicitora No todas las plantas responden a todos los elicitores Diferentes especies pueden responder al mismo elicitor Solo existe especificidad del elicitor con respecto Solo existe especificidad del elicitor con respecto a los componentes de la señal activada por el elicitor

14 Percepción de la señal elicitora La mayoria de los receptores identificados se localizan en membrana plasmática Los más comunes son los receptores transmembrana tipo proteinquinasa (RLKs)

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16 Respuestas compartidas por la mayoría de los sistemas Respuestas restringidas a ciertos sistemas

17 Elicitor signal transduction GTP binding proteins Ion fluxes and Ca2+ signaling g Cytoplasmic acidification Oxidative burst and reactive oxygen species Inositol I l145t 1,4,5-trisphosphates h t and cyclic nucleotides Salicylic acid and nitric oxide Jasmonate pathway Ethylene pathway ABA signaling J. Zhao et al. / Biotechnology Advances 23 (2005)

18 Actividad de quinasas Ca ++ citosólico elicitación

19 J. Zhao et al. / Biotechnology Advances 23 (2005)

20 J. Zhao et al. / Biotechnology Advances 23 (2005)

21 J. Zhao et al. / Biotechnology Advances 23 (2005)

22 Cross-talk of signaling pathways Elicitor and JA pathways JA and ethylene pathways JA and other pathways ROS and other pathways Abiotic elicitors, ROS and oxylipin pathways J. Zhao et al. / Biotechnology Advances 23 (2005)