Ácido jasmónico
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Ácido jasmónico. Hormona vegetal que está relacionada con señales químicas (jasmonatos) que inducen defensas en las plantas como respuesta al ataque de insectos.
Sumario
Generalidades
Sorprendentemente, en plantas, las respuestas al daño celular están reguladas por el ácido jasmónico. Los insectos que se alimentan de plantas generalmente reducen el rendimiento de los cultivos. Por su parte, las plantas no actúan como víctimas indefensas, sino que responden a la agresión produciendo compuestos tóxicos o proteínas que suelen detener o reducir el ataque de los insectos. Esta respuesta inmunológica comienza con el reconocimiento, por parte de la planta, de las secreciones bucales de los insectos y de los daños celulares que ellos producen y se transmiten dentro de la planta en una serie de procesos que le otorga cierta resistencia contra los insectos. El entendimiento detallado del funcionamiento del sistema inmunológico de las plantas frente al ataque de insectos abre nuevas perspectivas para la protección y el mejoramiento genético de los cultivos.
Reconocimiento de las plantas al ataque
Las plantas identifican el ataque de insectos a través de sus secreciones bucales, y los compuestos químicos en la saliva de los insectos aumentan la producción de compuestos tóxicos en las plantas atacadas.
Recientemente se ha estudiado que la saliva de los insectos o los fluidos secretados durante la puesta de huevos serían posibles transportadores de compuestos que activan el sistema inmunológico de las plantas atacadas. La saliva de larvas de Spodoptera exigua contiene un compuesto llamado volicitina que induce la producción de defensas en plantas de maíz.
Activación de las moléculas de caldmodulina por iones calcio (Ca2+). El Ca2+ es producido en los tejidos vegetales como respuesta a estreses bióticos. Estos iones provienen del apoplasto (especio extracelular) o de las vacuolas y se acumulan en el citoplasma de las células de hojas dañadas, activando moléculas de calmodulina (proteína acídica intracelular) y otras proteínas sensibles al Ca2+. La activación de la caldmodulina induce la activación de pasos metabólicos y transcripción de genes relacionados con las defensas de las plantas.
Los iones de calcio han sido identificados como posibles mensajeros celulares frente a la repuesta a estreses abióticos y bióticos, como la deshidratación y el daño por insectos. Estos iones se acumulan dentro de las células dañadas y activan moléculas de calmodulina y otras proteínas sensibles al calcio.
Los jasmonatos como reguladores de la respuesta al atraque
Tanto el daño mecánico como el producido por el ataque de insectos incrementan la acumulación de ácido jasmónico en las células en menos de treinta minutos. La síntesis de jasmonatos se produce en plantas a partir de un compuesto llamado ácido linolénico, que se desprende de la pared celular dañada mecánicamente o por el ataque de insectos. De esta forma, el ácido linolénico inicia la producción de ácido jasmónico a través de la denominada ruta de los octadecanoides. La ruta de biosíntesis de los jasmonatos es compleja, no solo por el número y tipo de procesos involucrados sino también porque ocurre en distintos lugares de la célula. Una vez que el ácido jasmónico es sintetizado en el peroxisoma debe ser transportado al citoplasma, donde activa el sistema de degradación de proteínas, que funciona como activador de los genes de defensa. La estricta necesidad del ácido jasmónico para la síntesis de compuestos de defensa fue probada por medio de la utilización de plantas mutantes incapaces de producir este compuesto y que demostraron estar indefensas frente al ataque de insectos. Sin embargo, este compuesto debe unirse al aminoácido isoleucina para ser activado y poder actuar.
Los nuevos descubrimientos sobre el mecanismo de acción del ácido jasmónico sugieren que, en plantas sanas, niveles bajos del complejo formado por la unión del ácido jasmónico y la isoleucina permiten que se acumule un grupo de proteínas denominadas JAZ. Las proteínas JAZ reprimen la transcripción del ARN mensajero, responsable de la síntesis de compuestos de defensa o bien de proteínas involucradas en la síntesis de estos compuestos. Sin embargo, la disrupción de los tejidos vegetales por el ataque de insectos aumenta la producción del complejo ácido jasmónico-isoleucina que, a su vez, activa el sistema de degradación de proteínas, que se ocupa de destruir las proteínas que ya perdieron su función (por ejemplo, las JAZ). Debido a que la proteína JAZ es enviada a un proteosoma para ser destruida, el factor de transcripción es liberado y se desreprime la expresión de los genes de defensa. Es importante destacar que el daño celular también induce la transcripción de los genes JAZ, con la consecuente acumulación de la proteína JAZ y el bloqueo de la expresión de los genes relacionados con la defensa. De esta manera, una vez que el ataque ha cesado, la rápida resíntesis de los represores JAZ asegura un control de la producción de compuestos de defensa, que son costosos para la planta.
Las respuestas a enfermedades están mayormente reguladas por la hormona ácido salicílico y, en general, se lo considera antagónico al ácido jasmónico. El caso más extremo es el ataque de la mosca blanca (Bemisia tabaci), que prácticamente no daña el tejido de las plantas, y produce respuestas similares a las enfermedades; en algunos casos, hasta inhibe la producción de ácido jasmónico.
Referencias
- Morales, A. 2014. Plegable: Ácido jasmónico. Relación planta-insecto Especies de Coccinelidae. Biblioteca INIVIT.
- Brian T Newbold (01-11-1999). *Claude Louis Berthollet: A Great Chemist in The french Tradition. Canadian Chemical News. Consultado el 31-03-2010.
- L. Andrussow (1935). «The catalytic oxydation of ammonia-methane-mixtures to hydrogen cyanide». Angewandte Chemie 48: pp. 593–595.
- F. Endter (1958). «Die technische Synthese von Cyanwasserstoff aus Methan und Ammoniak ohne Zusatz von Sauerstoff». Chemie Ingenieur Technik 30 (5): pp. 281–376.||
