Curso de Posgrado sobre Productos Naturales

Curso de Posgrado sobre Productos Naturales

Resumen general

La ingeniería metabólica estudia todas las reacciones involucradas en el metabolismo de las plantas y sus enzimas reguladoras. Los productos naturales de plantas se consideran compuestos cabeza de serie para el desarrollo de medicamentos. Además, en el mundo se potencia el uso de derivados botánicos para el control de plagas y enfermedades, debido a su diversidad química y a que se les supone una toxicidad inicial limitada.

Compuestos del metabolismo primario como las proteínas, son esenciales para la supervivencia de las plantas. Las enzimas regulan todo el metabolismo de las plantas. Entre ellas, las proteasas que catalizan la hidrólisis de los enlaces peptídicos de las proteínas, juegan un rol clave en la patogénesis; intervienen en el desarrollo vegetal, la senescencia,la muerte celular programada y la respuesta a estreses ambientales. Por otra parte, los inhibidores de proteasas de plantas (IPP) tienen una función primordial en los sistemas de defensa endógenos, regulan el balance de la actividad proteolítica y participan en la defensa exógena. Las excelentes propiedades de proteasas e inhibidores determinan su uso extensivo en varias esferas de la industria, la medicina y la agricultura.

Las plantas utilizan un lenguaje químico para interrelacionarse con otros seres vivos con los que coincide espacial y temporalmente. Los compuestos que median dichas interacciones se denominan aleloquímicos y pertenecen al grupo de los denominados metabolitos secundarios, productos naturales sintetizados por las plantas que no son considerados esenciales para los procesos básicos de vida (en contraste con el metabolismo primario). En conjunto, las plantas producen más de 100.000 sustancias de bajo peso molecular conocidas también como metabolitos secundarios, que se clasifican por sus sendas biosintéticas en tres grandes grupos: fenilpropanoides (o compuestos fenólicos), terpenoides (o isoprenoides) y alcaloides. Entre ellos se encuentran terpenos, lignanos, alcaloides, azúcares, esteroides, ácidos grasos, etc. Semejante diversidad química es consecuencia del proceso evolutivo que ha llevado a la selección de especies con mejores defensas contra el ataque microbiano, o la predación de insectos y animales. Hoy en día se sabe que estos metabolitos secundarios tienen un rol importante en el mecanismo defensivo de las plantas. En los últimos años existen múltiples investigaciones que permiten, mediante el empleo de técnicas biotecnológicas, utilizar las plantas como fuente de productos naturales útiles en la formulación de nuevos fármacos, insecticidas, bactericidas, bioestimulantes, que garantizan el desarrollo de una agricultura sostenible con el empleo de técnicas amigables con el ambiente.

Los avances recientes en el campo de la biotecnología vegetal y el uso de herramientas como la proteómica, permiten establecer estrategias eficientes para la obtención de metabolitos de interés comercial. El empleo eficiente de técnicas biotecnológicas que garanticen el manejo adecuado de las condiciones de cultivo in vitro permite domesticar especies vegetales de interés, propagar in vitro el material vegetal y regular la síntesis de metabolitos, lo que facilita obtener productos de alto valor agregado con aplicaciones en la industria, la agricultura y la medicina. Desde el punto de vista del aprovechamiento de la biodiversidad, los métodos biotecnológicos que incluyen sistemas eficientes de propagación como los Biorreactores de Inmersión Temporal, son una alternativa eficiente que garantiza disponer de la flora regional sin afectar a biodiversidad de los ecosistemas.

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