Systemin es una hormona peptídica vegetal bien conocida que ha sido el foco de una investigación extensa en el campo de la fisiología vegetal. Como proveedor confiable de sistemas, he sido testigo de primera mano del creciente interés en comprender sus efectos multifacéticos en varios procesos vegetales, especialmente el metabolismo de los lípidos vegetales. En este blog, exploraremos en detalle los efectos de la systemin en el metabolismo de los lípidos vegetales y discutiremos las implicaciones de estos efectos.
Systemin: una descripción general
Systemin es un péptido de ácido amino -amino descubierto en plantas de tomate. Desempeña un papel crucial en la respuesta de defensa de la planta contra herbívoros y patógenos. Cuando una planta está dañada, Systemin se libera y activa una serie de vías de señalización relacionadas con la defensa. Estas vías conducen a la producción de varios compuestos relacionados con la defensa, como los inhibidores de la proteinasa, que pueden disuadir a los herbívoros y proteger la planta de daños adicionales.
Vías de señalización de sistemas y lípidos
Una de las principales formas en que el sistema afecta el metabolismo de los lípidos de la planta es a través de la activación de las vías de señalización lipídica. En respuesta a la percepción del sistema, la membrana celular de la planta sufre una serie de cambios. Las fosfolipasas, enzimas que descomponen los fosfolípidos en la membrana celular, se activan. Por ejemplo, la fosfolipasa A2 (PLA2) es una de las enzimas clave involucradas en este proceso. Cuando el sistema se une a su receptor en la membrana celular, desencadena una cascada de señalización que conduce a la activación de PLA2.
La activación de PLA2 da como resultado la hidrólisis de fosfolípidos de membrana, liberando ácidos grasos libres (FFA) y lisofosfolípidos. Entre los FFA liberados, el ácido linolénico es de particular importancia. El ácido linolénico sirve como precursor para la síntesis de ácido jasmónico (JA), una hormona vegetal que está estrechamente asociada con las respuestas de defensa y el metabolismo de los lípidos. La conversión de ácido linolénico a JA implica una serie de reacciones enzimáticas, incluida la acción de la lipoxigenasa (LOX), el óxido de aleno sintasa (AOS) y el óxido de aleno ciclasa (AOC).
JA, a su vez, actúa como una molécula de señalización que regula la expresión de numerosos genes involucrados en el metabolismo de los lípidos. Puede inducir la expresión de genes que codifican enzimas involucradas en la biosíntesis y modificación de los ácidos grasos. Por ejemplo, JA puede regular la expresión de genes que codifican acilo -portador - proteína (ACP) desaturasas, que son responsables de introducir dobles enlaces en ácidos grasos, alterando así la composición de ácidos grasos de los lípidos vegetales.
Impacto en la composición de ácidos grasos
La activación de las vías de señalización mediadas por sistemas puede alterar significativamente la composición de ácidos grasos de los lípidos vegetales. Como se mencionó anteriormente, la síntesis de JA del ácido linolénico puede conducir a cambios en la abundancia relativa de diferentes ácidos grasos. El ácido linolénico es un ácido graso omega 3, y su mayor utilización para la síntesis de JA puede dar lugar a una disminución en sus niveles en la planta.
Por otro lado, la expresión de genes involucrados en la síntesis de otros ácidos grasos puede estar regulada. Por ejemplo, la síntesis de ácidos grasos saturados y monoinsaturados puede aumentar en respuesta al tratamiento con sistemas. Este cambio en la composición de ácidos grasos puede tener varias implicaciones para la planta. Los ácidos grasos con diferentes grados de saturación tienen diferentes propiedades físicas y químicas. Los ácidos grasos saturados son más rígidos y menos fluidos que los ácidos grasos insaturados. Por lo tanto, un aumento en el contenido de ácidos grasos saturados puede afectar la fluidez de la membrana celular, lo que a su vez puede influir en los procesos asociados a la membrana, como el transporte de iones y la transducción de señales.
Efectos sobre los compuestos de defensa derivados de lípidos
Además de alterar la composición de ácidos grasos, Systemin también promueve la síntesis de compuestos de defensa derivados de lípidos. Los triacilgliceroles (TAG) pueden hidrolizarse para liberar FFA, que luego se pueden modificar aún más para formar compuestos antimicrobianos. Por ejemplo, algunos FFA se pueden oxidar para formar oxilipinas, que tienen propiedades antimicrobianas y anti -herbívoras.
Además, los cambios inducidos por Systemin en el metabolismo de los lípidos pueden conducir a la producción de compuestos orgánicos volátiles (COV) derivados de los lípidos. Estos VOC pueden actuar como atraídos para enemigos naturales de los herbívoros o como repelentes para los mismos herbívoros. Por ejemplo, algunos volátiles de hoja verde, que son compuestos derivados de lípidos, pueden atraer avispas parásitas que se aprovechan de los insectos herbívoros.
Interacción con otras vías de señalización hormonal
El metabolismo lipídico mediado por Systemin también está influenciado por su interacción con otras vías de señalización hormonal. Por ejemplo, puede interactuar con la vía de señalización del ácido salicílico (SA). SA es otra hormona vegetal importante involucrada en las respuestas de defensa, especialmente contra los patógenos biotróficos.
En algunos casos, la señalización de JA inducida por Systemin y la señalización de SA pueden tener efectos antagónicos. El equilibrio entre la señalización de JA y SA es crucial para que la planta monte una respuesta de defensa adecuada. Si la planta está bajo ataque por un herbívoro, se activa la señalización de JA inducida por Systemin, lo que lleva a la síntesis de compuestos relacionados con la defensa. Sin embargo, si la planta está infectada por un patógeno biotrófico, la señalización de SA puede ser dominante, y la interacción entre las dos vías puede ajustar la respuesta de defensa de la planta.
Implicaciones comerciales
Como proveedor de sistemas, la comprensión de los efectos de la systemin en el metabolismo de los lípidos vegetales tiene implicaciones comerciales significativas. Para las aplicaciones agrícolas, el sistema puede usarse como una alternativa natural a los pesticidas químicos. Al mejorar los mecanismos de defensa natural de la planta a través de la activación de las vías de señalización basadas en lípidos, Systemin puede ayudar a proteger los cultivos de los herbívoros y los patógenos sin los impactos ambientales negativos asociados con algunos pesticidas químicos.
En las industrias cosméticas y farmacéuticas, los compuestos derivados de lípidos producidos en respuesta al tratamiento de sistemas pueden tener aplicaciones potenciales. Por ejemplo, las oxilipinas y las VOC con propiedades antimicrobianas y anti -inflamatorias se pueden explorar para el desarrollo de nuevos productos o medicamentos cosméticos.
Conclusión y llamado a la acción
En conclusión, Systemin tiene efectos profundos en el metabolismo de los lípidos vegetales. Activa las vías de señalización de lípidos, altera la composición de ácidos grasos, promueve la síntesis de compuestos de defensa derivados de lípidos e interactúa con otras vías de señalización hormonal. Estos efectos no solo juegan un papel crucial en la defensa de la planta contra el estrés biótico, sino que también tienen aplicaciones potenciales en diversas industrias.
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Referencias
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