Los brasinoesteroides (BR) son una clase de polihidroxiesteroides que han sido reconocidos como una sexta clase de hormonas vegetales y pueden tener utilidad como fármaco contra el cáncer para cánceres con respuesta endocrina para inducir apoptosis e inhibir el crecimiento. Estos brasinoesteroides se exploraron por primera vez durante los años 70, cuando Mitchell et al. informó de la promoción de la elongación del tallo y la división celular mediante el tratamiento de extractos orgánicos de polen de colza ( Brassica napus ). [1] Brassinolide fue el primer brasinoesteroide aislado en 1979, cuando se demostró que el polen de Brassica napus promueve la elongación del tallo y la división celular, y se aisló la molécula biológicamente activa. [1] [2]El rendimiento de brasinoesteroides de 230 kg de polen de Brassica napus fue de solo 10 mg. Desde su descubrimiento, se han aislado más de 70 compuestos BR de plantas. [3]
Biosíntesis
El BR se biosintetiza a partir de campesterol . La vía biosintética fue aclarada por investigadores japoneses y más tarde demostró que era correcta mediante el análisis de mutantes de biosíntesis de BR en Arabidopsis thaliana , tomates y guisantes. [4] Los sitios para la síntesis de BR en plantas no se han demostrado experimentalmente. Una hipótesis bien respaldada es que todos los tejidos producen BR, ya que los genes biosintéticos y de transducción de señales de BR se expresan en una amplia gama de órganos vegetales, y la actividad de las hormonas a corta distancia también lo respalda. [5] [6] Los experimentos han demostrado que el transporte a larga distancia es posible y que el flujo es desde la base hasta las puntas (acropetal), pero no se sabe si este movimiento es biológicamente relevante. [5]
Actividad hormonal
Se ha demostrado que los BR están involucrados en numerosos procesos de la planta:
- Promoción de la expansión y elongación celular; [5] trabaja con auxina para hacerlo. [7]
- Tiene un papel poco claro en la división celular y la regeneración de la pared celular. [5]
- Promoción de la diferenciación vascular ; La transducción de señales de BR se ha estudiado durante la diferenciación vascular. [8]
- Es necesario para el alargamiento del polen para la formación del tubo polínico . [9]
- Aceleración de la senescencia en células de cultivo de tejidos en proceso de muerte ; la senescencia retardada en mutantes BR apoya que esta acción puede ser biológicamente relevante. [5]
- Puede proporcionar cierta protección a las plantas durante el estrés por frío y sequía. [5]
El extracto de la planta Lychnis viscaria contiene una cantidad relativamente alta de brasinoesteroides. Lychnis viscaria aumenta la resistencia a enfermedades de las plantas circundantes. [ cita requerida ]
La 24-epibrasinolida (EBL), un brasinoesteroide aislado de Aegle marmelos Correa (Rutaceae), se evaluó adicionalmente para determinar la antigenotoxicidad contra la genotoxicidad inducida por hidrazida maleica (MH) en el ensayo de aberración cromosómica de Allium cepa . Se demostró que el porcentaje de aberraciones cromosómicas inducidas por hidrazida maleica (0,01%) disminuyó significativamente con el tratamiento con 24 epibrasinolidas. [10]
Se ha informado que los BR contrarrestan el estrés abiótico y biótico en las plantas. [11] [12] Se demostró que la aplicación de brasinoesteroides a los pepinos aumenta el metabolismo y la eliminación de plaguicidas, lo que podría ser beneficioso para reducir la ingestión humana de plaguicidas residuales de vegetales cultivados no orgánicamente. [13]
También se ha informado que los BR tienen una variedad de efectos cuando se aplican a semillas de arroz (Oryza sativa L.). Se demostró que las semillas tratadas con BR reducen el efecto inhibidor del crecimiento del estrés salino. [14] Cuando se analizó el peso fresco de las plantas desarrolladas, las semillas tratadas superaron a las plantas cultivadas en medio salino y no salino; sin embargo, cuando se analizó el peso seco, las semillas tratadas con BR solo superaron a las plantas sin tratar que se cultivaron en medio salino. [14] Al tratar con tomates (Lycopersicon esculentum) bajo estrés salino, la concentración de colofila ay de colofila b disminuyó y, por lo tanto, la pigmentación también disminuyó. [ cita requerida ] Las semillas de arroz tratadas con BR restauraron considerablemente el nivel de pigmento en las plantas que se cultivaron en medio salino en comparación con las plantas no tratadas en las mismas condiciones. [14]
Mecanismo de señalización
Los BR se perciben en la membrana celular mediante un complejo de correceptor, que comprende 1 insensible a los brasinoesteroides (BRI1) y quinasa 1 del receptor asociado a BRI1 (BAK1). [15] BRI1 actúa como una quinasa , pero en ausencia de BR, su acción es inhibida por otra proteína, el inhibidor de la quinasa BRI1 1 (BKI1). Cuando BR se une al complejo BRI1: BAK1, se libera BKI1 y se desencadena una cascada de fosforilación que da como resultado la desactivación de otra quinasa, la insensible a los brasinoesteroides 2 (BIN2). BIN2 y sus homólogos cercanos inhiben varios factores de transcripción . La inhibición de BIN2 por BR libera estos factores de transcripción para unirse al ADN y activar ciertas vías de desarrollo. [15]
Usos agrícolas
BR podría revelar tener un interés destacado en el papel de los cultivos hortícolas. Basado en una extensa investigación, BR tiene la capacidad de mejorar la cantidad y la calidad de los cultivos hortícolas y proteger las plantas contra muchas tensiones que pueden estar presentes en el entorno local. [16] [17] Con los muchos avances en la tecnología que se ocupan de la síntesis de análogos sintéticos más estables y la manipulación genética de la actividad celular BR, el uso de BR en la producción de cultivos hortícolas se ha convertido en una estrategia más práctica y esperanzadora para mejorar el rendimiento de los cultivos. Y éxito. [dieciséis]
BR también podría ayudar a cerrar la brecha entre las preocupaciones de salud de los consumidores y la necesidad de crecimiento de los productores. Un gran beneficio del uso de BR es que no interfiere con el medio ambiente porque actúan en dosis naturales de forma natural. [17] Dado que es una “sustancia fortalecedora de las plantas” y es natural, la aplicación de BR sería más favorable que los plaguicidas y no contribuye a la coevolución de plagas. [17]
En Alemania, se permite el uso del extracto de la planta como "sustancia fortalecedora de la planta". {Udo Roth, Annette Friebe, Heide Schnabl Resistance Induction in Plants by a Brassinosteroid-Containing Extract of Lychnis viscaria L. DOI: 10.1515 / znc-2000 -7-813 [1]}
Detección y análisis químico
Los BR pueden detectarse mediante bioensayos y espectrometría de masas por cromatografía de gases . [18] Hay algunos bioensayos que pueden detectar BR en la planta, como el ensayo de elongación del segundo entrenudo del frijol y el ensayo de inclinación de la lámina de la hoja de arroz. [19]
Referencias
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enlaces externos
- ^ https://www.researchgate.net/publication/272376094_Resistance_Induction_in_Plants_by_a_Brassinosteroid-Containing_Extract_of_Lychnis_viscaria_L