La Bioquimica Vegetal Aplicada al sector Agricola
La Bioquimica Vegetal Aplicada al sector Agricola
Esta rama que fusiona la Química y la
Biología, es la encargada de estudiar todas las sustancias que se encuentran
presentes en los organismos vivos, por lo tanto, explican los procesos bioquímicos
que dan como lugar la vida, pero también los efectos negativos que causan los
elementos químicos en la Fisiología y Morfología del Reino Vegetal.
En el siguiente Blogger se tratarán los diferentes
temas que se desarrollaron en el curso de Bioquímica Vegetal, pero mostrando la
importancia de cada uno de ellos en la Agricultura.
Tomado de: el Bibliotecom - en línea- Disponible
en:
https://curiosicienciaweb.blogspot.com/2019/04/las-biomoleculas-infografia.html
pH
Este es coeficiente
que indica el grado de acidez o basicidad de una solución acuosa. "el pH neutro es 7: si
el número es mayor, la solución, es básica, y si es menor, es ácida" pero
el pH en el suelo es muy importante ya que es ahí donde se puede determinar si
un nutriente se encuentra presente en el suelo, pero si este posee una
influencia que tiene para la disponibilidad del nutriente para la planta.
En un ejemplo
se puede explicar mejor en un terreno con un pH básico los microelementos como
el Hierro, el Manganeso, Zinc y Cobre pueden no estar disponibles para la
absorción de la planta a pesar de que se encuentra activo en las características
fisicoquímicas del suelo. Estas deficiencias de absorción producen quemaduras
en el follaje, modificaciones de coloren la hoja, abortos en la floración,
disminución en el crecimiento del fruto o en ocasiones produciendo la muerte de
la planta.
Estas
problemáticas de pH que obstaculizan la absorción se pueden solucionar con cal
agrícola o Yeso agrícola dependiendo para cada caso [1].
Tomado
de: Seminis.com https://www.seminis.mx/blog-deficiencias-nutricionales-en-el-tomate/ 2017. Javier
Barros Sierra; México D.F
Aminoácidos y
Proteínas
Los
aminoácidos se aplican en la agricultura de forma de Bio estimulantes junto con
otros compuestos químicos de vital importancia para ellas; para superar
distintas situaciones de estrés o superar los momentos en que la planta
requiere grandes cantidades de estreso actividades metabólicas[2].
Tomado de: Neval Grupo
Farmalent, S.L, https://www.ne-val.com/la-importancia-de-los-aminoacidos-agricultura/ Importancia de los aminoácidos en la
Agricultura.
AMINOÁCIDOS PROTEAGINOSOS:
Glicina:
- Pilar estructural de
las clorofilas y los citocromos.
- Principal aminoácido
quelatante.
- Favorece la formación
de nuevos brotes, así como del tejido foliar.
- Interviene en la
floración y fecundación.
- Interviene en la
síntesis de las porfirinas.
- Participa en la
resistencia de la planta junto a la lisina.
Alanina:
- Aumenta la actividad
fotosintética.
- Aumenta la síntesis de
clorofila.
Leucina:
- Aumento de la
producción, ayudando a la fecundación y cuajado de los frutos.
- Promotor de la
germinación en semillas.
Isoleucina
- Interviene en la
producción de energía.
- Mejora la consistencia
de los tejidos de la planta.
- Asegura el
funcionamiento correcto y evita las anomalías.
Valina
- Promotor de la
germinación de las semillas.
- Importante promotor de
la resistencia en caso de condiciones adversas.
Prolina
- Papel clave en el
equilibrio hídrico de la planta.
- Favorece la apertura
estomática.
- Ante condiciones
adversas ayuda a mantener el nivel de fotosíntesis.
- Ayuda a la germinación
de los granos de polen ante bajas temperaturas.
AMINOÁCIDOS AZUFRADOS:
Cisteína
- Abundante en péptidos
tioninas y defensinas que ayudan a la inhibición del crecimiento de un
gran número de patógenos, de importancia antifúngica.
- Son unos aminoácidos
clave en aportar resistencia a estreses bióticos.
Metionina
- Precursos del etileno.
Mejora calidad y producción de los cultivos.
- En suelo favorece la
asimilación de nitratos y el crecimiento radical.
AMINOÁCIDOS AROMÁTICOS:
Los tres tien en común que son precursores de diferentes alcaloides contra microorganismos pátogenos y Herbíboros
Triptófano
Precursor del Ácido indol acético (AIA), Auxina, Responsble del crecimiento de las células.
Tirosina
- Productor de energía en el ciclo de Krebs.
- Ayuda y mejora los
problemas de pigmentación en la planta.
AMINOÁCIDOS HIDROXILADOS:
Serina
- Actúa ante estreses
ambientales, mejorando los mecanismos de resistencia.
Treonina
- Supone una fuente de
energía para la planta. Importancia para el crecimiento de la misma.
- Interviene en los diferentes metabolismos celulares.
AMINOÁCIDOS BÁSICOS:
Lisina
- Al igual que el
aminoácido proteaginoso Alanina, potencia la síntesis de clorofila e
interfiere en los mecanismos de resistencia a las tensiones extremas.
- Es una fuente de
Nitrógeno.
- Provee de resistencia
ante situaciones adversas.
Arginina
- La arginina es el
principal aminoácido de translocación en el floema.
- Mejora la solubilidad
y la asimilación de nutrientes.
- Estimulante radicular
junto a la metionina.
- Mejora el tejido de
las plantas.
- Participa en la
síntesis de clorofila.
- Precursos de la
síntesis de auxinas.
Histidina
- Protector de los daños
por radiación.
- Mantiene la sanidad de
los tejidos.
- Está involucrado en la
biosíntesis del triptófano.
ÁCIDOS Y SUS AMIDAS:
Ácido aspártico
- Interviene en casi
todos los procesos metabólicos de la planta.
Ácido glutámico
- Estimula los procesos
fisiológicos en las hojas jóvenes.
- Aumenta el poder de
germinación del grano de polen y elonga el tubo polínico.
- Interviene en los
mecanismos de resistencia frente a estreses.
Asparraguina
- Transportadores de
Nitrógeno en la planta.
Glutamina
- Casi la totalidad del
Nitrógeno de la planta es asimilado por una reacción catalizada por la
enzima glutamina sintetasa, seguido por otra catalización con el glutamato
sintetasa y una amido transferasa
Tomado de: Neval Grupo
Farmalent, S.L, https://www.ne-val.com/la-importancia-de-los-aminoacidos-agricultura/ Importancia de los aminoácidos en la
Agricultura.
Enzimas
Las enzimas del suelo catalizan varias reacciones bioquímicas que
resultan en la transformación de materia orgánica y la liberación de nutrientes
inorgánicos para el crecimiento de las plantas y el ciclo de
nutrientes. Las actividades de las enzimas del suelo son indicadores biológicos
útiles de la calidad del suelo ya que son operativamente prácticos, muy
sensibles, integradores, fáciles de medir y más sensibles a la labranza y
estructura del suelo que otras variables del suelo. Hay varias enzimas en
el suelo, pero las que intervienen en las hidrolasas y la degradación de los
principales componentes de la hojarasca se utilizan con mayor frecuencia para
evaluar la calidad del suelo. Este artículo revisa las funciones de las
enzimas del suelo como la β-glucosidasa, la fosfatasa y la ureasa.
Así, las enzimas más utilizadas para evaluar los factores que controlan
la descomposición de la hojarasca vegetal y la calidad del suelo son las
implicadas en la degradación de los principales componentes de la hojarasca y
las hidrolasas, que están asociadas con el carbono (C) (β-glucosidasa y
β-galactosidasa), nitrógeno ( Ciclo de N) (ureasa), fósforo (P) (fosfatasa) y
azufre (S) (arilsulfatasa) (Karaca et al ., 2010)
Carbohidratos
Los
carbohidratos (o hidratos de carbono) son moléculas altamente energéticas y
fundamentales para el desarrollo de la vida. Están compuestos principalmente
por los átomos carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O).
Tomado de: https://www.youtube.com/watch?v=PGSFIt2z_24&ab_channel=JorgeDeLe%C3%B3n Video de YouTube; Jorge León
Tipos
Monosacáridos,
disacáridos y polioles
Los carbohidratos simples, aquellos con una o dos unidades de
azúcar, también se conocen simplemente como azúcares. Los ejemplos son:
- Glucosa y fructosa: monosacáridos que se pueden encontrar en frutas, verduras, miel.
- El azúcar de mesa o sacarosa es un
disacárido de glucosa y fructosa, y ocurre naturalmente en la remolacha
azucarera, la caña de azúcar y las frutas
- La lactosa, un disacárido que
consiste en glucosa y galactosa, es el carbohidrato principal en la leche
y los productos lácteos
- La maltosa es un disacárido de
glucosa que se encuentra en los jarabes derivados de malta y almidón
Los fabricantes, cocineros y consumidores tienden a agregar
azúcares de monosacáridos y disacáridos a los alimentos y se denominan
"azúcares agregados". También pueden aparecer como "azúcares
libres" que se encuentran naturalmente en la miel y los zumos de frutas.
Los polioles, o los llamados alcoholes de azúcar, también son dulces y se pueden usar en alimentos de manera similar a los azúcares, pero tienen un contenido calórico más bajo en comparación con el azúcar de mesa normal (vea más abajo). Aparecen naturalmente, pero la mayoría de los polioles que utilizamos están hechos por la transformación de azúcares. El sorbitol es el poliol más utilizado en alimentos y bebidas, mientras que el xilitol se usa con frecuencia en gomas de masticar y mentas. Isomalt es un poliol producido a partir de sacarosa, a menudo utilizado en confitería. Los polioles pueden tener un efecto laxante cuando se comen en cantidades demasiado grandes[3].
Oligosacáridos
La Organización Mundial de la Salud (OMS) define los oligosacáridos como carbohidratos con 3-9 unidades de azúcar, aunque otras definiciones permiten longitudes de cadena ligeramente más largas. Los más conocidos son los oligofructanos (o en términos científicos apropiados: fructooligosacáridos), que consisten en hasta 9 unidades de fructosa y se encuentran naturalmente en vegetales de baja dulzura, como las alcachofas y las cebollas. La rafinosa y la estaquiosa son otros dos ejemplos de oligosacáridos que se encuentran en algunas legumbres, granos, vegetales y miel. La mayoría de los oligosacáridos no se descomponen en monosacáridos por las enzimas digestivas humanas y en su lugar son utilizados por la microbiota intestinal.
Tomada de: Curiosando.com; https://curiosoando.com/diferencia-monosacarido-y-disacarido
Polisacáridos
Tomado de: Lorenzo Corchon, A, Consultado
28/10/2020; disponible: https://www.asturnatura.com/articulos/glucidos/polisacaridos.php
Se necesitan diez o más, y a veces hasta varios miles de unidades
de azúcar para formar polisacáridos, que generalmente se distinguen en dos
tipos:
- Almidón, que es la principal reserva
de energía en tubérculos como cebollas, zanahorias, patatas y granos
integrales. Tiene cadenas de glucosa de diferentes longitudes, más o menos
ramificadas, y se presenta en gránulos cuyo tamaño y forma varían entre
las plantas que los contienen. El polisacárido correspondiente en animales
se llama glucógeno. Algunos almidones solo pueden ser digeridos por el
microbiota intestinal en lugar de los mecanismos de nuestro propio cuerpo:
estos se conocen como almidones resistentes.
- Polisacáridos no almidonados, que forman parte del grupo de fibra dietética (aunque algunos oligosacáridos como la inulina también se consideran fibra dietética). Ejemplos son celulosa, hemicelulosas, pectinas y gomas. Las principales fuentes de estos polisacáridos son las verduras y frutas, así como los granos integrales. Una característica distintiva de los polisacáridos no almidonados y, de hecho, de todas las fibras dietéticas es que los humanos no pueden digerirlos; de ahí su contenido de energía promedio más bajo en comparación con la mayoría de los otros carbohidratos. Sin embargo, algunos tipos de fibra pueden ser metabolizados por bacterias intestinales, dando lugar a compuestos beneficiosos para nuestro cuerpo, como los ácidos grasos de cadena corta.
Funciones
de los carbohidratos en nuestro cuerpo
Los carbohidratos son una parte esencial de nuestra dieta. Lo más
importante es que proporcionan la energía para las funciones más obvias de
nuestro cuerpo, como moverse o pensar, pero también para las funciones de
"fondo" que la mayoría de las veces ni siquiera notamos. Durante la digestión, los
carbohidratos que consisten en más de un azúcar se descomponen en sus
monosacáridos por las enzimas digestivas, y luego se absorben directamente
causando una respuesta glucémica (vea más abajo). El cuerpo usa la glucosa
directamente como fuente de energía en los músculos, el cerebro y otras
células. Algunos de los carbohidratos no se pueden descomponer y se fermentan
por nuestras bacterias intestinales o transitan por el intestino sin ser
cambiados. Curiosamente, los carbohidratos también juegan un papel importante
en la estructura y función de nuestras células, tejidos y órganos [5].
Ciclo de Krebs
La función del ciclo de Krebs es
promover la descomposición de los productos finales del metabolismo de
carbohidratos, lípidos y aminoacidos. Estas sustancias se
convierten en acetil-CoA con la liberación de CO2 y H2O y síntesis de ATP.
Por lo tanto, realiza la producción
de energía para la célula.
Además, entre las diversas etapas del ciclo del ácido cítrico, los intermedios utilizados como precursores en biosíntesis de aminoácidos y otras Biomoleculas.
A través del ciclo de Krebs, la
energía de las moléculas de alimentos orgánicos se transfiere a las moléculas
que transportan energía, como el ATP, para su uso en actividades celulares [6]
Tomado
de: NarayaneseWikiUserPediaYassineMrabetTotoBagginsQwertyytrewqqwerty - Esta imagen ha sido extraída del
archivo: Citric acid cycle with
aconitate 2.svg
Fotosíntesis
La
fotosíntesis es un proceso de anabolismo autótrofo. Constituye no sólo la forma
de nutrición del reino vegetal sino por la base de la alimentación de todas las
cadenas tróficas. Consta de dos fases: una luminosa y otra oscura. En ellas se
produce la transformación no sólo de materia inorgánica en orgánica, sino
también de energía luminosa en energía química de enlace.
Tomada de:
https://agrotendencia.tv/agropedia/glosario/fotosintesis/
La
fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, donde se encuentran los pigmentos
capaces de captar y absorber la energía luminosa procedente del sol. Estos
pigmentos son: clorofila (verde), xantofila (amarillo) y carotenoides
(anaranjados). Se trata de uno de los procesos anabólicos más importantes de la
naturaleza, ya que la materia orgánica sintetizada en su transcurso permite la
realización del mismo.
Tomado de: Natalia Ocampo; F
Bióloga MsC: Fotosíntesis Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo – 2014
Fase luminosa.
Fase en donde se transforma la energía luminosa en química: que es
usada por todos los seres vivos. Los vegetales son el primer y único eslabón
productor de la cadena trófica. Esta fase depende de la luz que reciben los
cloroplastos de las células vegetales que son captados por medio de la
clorofila, esta energía lumínica descompone el agua en Oxigeno e Hidrogeno,
liberándose el Oxígeno y generándose 2 moléculas por medio del movimiento de
sus electrones de un nivel a otro liberando energía para producir la molécula
ATP y el poder reductor que es la molécula NADPH2 que aportaran a la fase siguiente
energía química para la transformación de CO2 en Hidratos de carbono.
Fase Oscura
En la Fase oscura en la que ya no interviene la luz y las moléculas formadas en la fase luminosa (ATP y NADPH2) participan en la reducción del bióxido de carbono (CO2) mediante una serie de reacciones el “Ciclo de Calvin” en donde se combina Se combina CO2 con RDP (difosfato de ribulosa) para formar PGA (ác. Fosfoglicérido) Se combina PGA con NADPH2 y ATP por lo que se libera agua, se forma PGAL para la nutrición de la planta, se produce glucosa a partir de PGAL, este azúcar se disuelve en agua y recorre toda la planta proporcionándole la energía necesaria para crecer Se transforma materia inorgánica en orgánica: a partir de la fuente de carbono del dióxido de carbono del aire [8].
Lípidos
De aquí que los lípidos se pueden
utilizar como energía, de modo tal que las proteínas, nutrientes mucho más
valuables, se destinen exclusivamente para el crecimiento. En particular, los
ácidos grasos libres, derivados de los triglicéridos (grasas y aceites)
representan la principal fuente de combustible aeróbico para el metabolismo
energético del músculo del pez.
·
Los
lípidos son componentes esenciales de todos las membranas celulares y
subcelulares (el tipo de lípidos involucrados incluye a los ácidos grasos
poli-insaturados conteniendo fosfolípidos y ésteres del esterol).
·
Los
lípidos sirven como vehículo biológico en la absorción de vitaminas
liposolubles A, E, E y K.
·
Los
lípidos son fuente de ácidos grasos esenciales, mismo que son indispensables
para el mantenimiento e integridad de las membranas celulares. Se requieren
para el óptimo transporte lipídico (ligados a fosfolípidos como agentes
emulsificantes) y son precursores de la hormona prostaglandina.
·
Se
considera que los lípidos juegan un papel importante como colchón mecánico para
el soporte de los órganos vitales y ayudan en el mantenimiento de la
flotabilidad neutra.
·
Son
fuente de esteroides esenciales, mismo que desempeñan una amplia gama de
funciones biológicas importantes (p. ej. el colesterol está involucrado en el
mantenimiento de los sistemas de membrana, en el transporte lipídico y como
precursor de la vitamina D3, los ácidos biliares y hormonas
esteroidesandrógenos, estrógenos, hormonas adrenales y corticosteroides).
Bibliografía
1. Seminis.com https://www.seminis.mx/blog-deficiencias-nutricionales-en-el-tomate/ 2017. Javier
Barros Sierra; México D.F
2. Neval Grupo Farmalent,
S.L, https://www.ne-val.com/la-importancia-de-los-aminoacidos-agricultura/ Importancia de los aminoácidos en la
Agricultura.
3. (Karaca et al ., 2010)
4. YouTube; Canal de
Jorge León https://www.youtube.com/watch?v=PGSFIt2z_24&ab_channel=JorgeDeLe%C3%B3n
5. Curiosoando.com (Actualizado el 14 enero, 2020). "¿Qué diferencia
monosacárido y disacárido?". Disponible en https://curiosoando.com/diferencia-monosacarido-y-disacarido
6. Definición de oligosacárido; Julián Pérez Porto. Publicado: 2020. (https://definicion.de/oligosacarido/)
7. Lorenzo Corchon, A, Consultado 28/10/2020; disponible: https://www.asturnatura.com/articulos/glucidos/polisacaridos.php
8.
[1] https://culturacientifica.com/2019/11/28/que-es-el-ph/ […]
9. [2] Christopher P. Austin, M.D. 2016
10. [3] "Uso de la
energía de la luz para crear moléculas orgánicas", de OpenStax
College, Biología, CC BY 4.0. Descarga gratis el
artículo original en http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@10.53.
11. [4] http://plantphys.info/plant_physiology/calvincycle.shtml.
12. [5] Purves, W.K., Sadava, D., Orians, G.H. y
Heller, H.C. (2004). Photosynthesis: energy from the sun (Fotosíntesis: energía
del sol) En Life: the science of biology (Vida: la ciencia
de la biología) (7° ed., págs. 154-156). Sunderland, MA:
Sinauer Associates, Inc.
13. [6] https://nucleovisual.com/ciclo-de-krebs-funcion-pasos-e-importancia/
14. [7] https://agrotendencia.tv/agropedia/glosario/fotosintesis/
15. [8] Natalia Ocampo; F Bióloga MsC: Fotosíntesis Universidad Autónoma del
Estado de Hidalgo – 2014
16. "El ciclo de Calvin", de OpenStax College, Conceptos de Biología, CC BY 4.0. Descarga gratis el artículo original en http://cnx.org/contents/b3c1e1d2-839c-42b0-a314-e119a8aafbdd@9.10.
17. Furichi, Taira y Yone (1986): la disponibilidad de la glucosa en la cola amarilla (S. quinquerradiata) es más bajo que el alfa-almidón.
18. [9] Organización de las
Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura: encontrado en:http://www.fao.org/3/AB492S/AB492S02.htm#:~:text=Desde%20el%20punto%20de%20vista,en%20la%20palatabilidad%20del%20alimento.
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