2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Jedna od karakteristika živih bića je prisustvo metaboličke aktivnosti. Metabolizam nije ništa drugo do skup hemijskih reakcija koje se dešavaju unutar ćelija. U slučaju biljnih ćelija, metabolizam se obično dijeli na primarni i sekundarni.
Primarni metabolizam se razumije kao skup metaboličkih procesa koji igraju bitnu ulogu u biljkama, kao što su fotosinteza, disanje i transport otopljenih tvari. Jedinjenja uključena u primarni metabolizam imaju univerzalnu distribuciju u biljkama.
Ovo je slučaj aminokiselina, nukleotida, lipida, ugljikohidrata i hlorofila.
S druge strane, sekundarni metabolizam nastaje jedinjenja koja nemaju univerzalnu distribuciju, jer nisu neophodna za sve biljke.
Kao praktična posljedica, ova jedinjenja se mogu koristiti u taksonomskim studijama (hemosistematika). Klasičan primjer su antocijanini i batalaini, koji se ne vide zajedno u istoj biljnoj vrsti. Batalaine su ograničene na deset familija biljaka, koje pripadaju redu Caryophyllales koje stoga nemaju antocijanine.
Kako cvekla (Beta vugaris) pripada jednoj od tih porodica (Caryophyllales), crvena boja njenog korena može se pripisati samoprisustvo betalaina a ne antocijana kako se pogrešno misli.
Slika 1. Primjer dvaju spojeva sekundarnog metabolizma koji se mogu koristiti u taksonomiji. Betacijanidin je alkaloid sa hemijskim (rastvorljivost u vodi) i fizičkim (boja) svojstvima sličnim onima kod antocijana. Uz to, betacijanidini se mogu vidjeti samo u porodicama koje pripadaju redu Caryophyllales.
Iako sekundarni metabolizam nije uvijek neophodan da bi biljka završila svoj životni ciklus, on igra važnu ulogu u interakciji biljaka sa okolinom.
U ovom kontekstu, sekundarni metaboliti biljaka su od velike vrijednosti sa društvenog i ekonomskog gledišta
Od svih odobrenih lijekova između 83 i 94, 6% je dobijeno direktno iz biljnih vrsta i taj broj je nastavio rasti do danas.
Sa ekonomske tačke gledišta možemo spomenuti terpenoid indol alkaloide vinkristin (koristi se u liječenju leukemije) i vinblastin (koristi se u terapiji horiokarcinoma i Hodgkinsove bolesti)
Procjenjuje se da je do danas identifikovano oko 110.000 jedinjenja, od kojih terpenoidi čine najveću grupu (33.000 jedinjenja), a slijede alkaloidi (16.000 jedinjenja).
Godišnje je prijavljeno 4.000 novih jedinjenja biljnog porijekla sa rastućim trendom za ovu vrijednost.
Sviđa mi seopšta karakteristika, takva jedinjenja pokazuju obrazac ograničenog izgleda u nekim taksonomskim grupama, ne smatraju se bitnim za bazalni metabolizam biljne ćelije, gde je naziv sekundarni metaboliti.
U polju interakcije biljaka/okoliša (atraktivno/odbojno dejstvo na mikroorganizme, insekte, kičmenjake, biljke, itd.), oni igraju važnu ulogu, garantujući opstanak vrsta u ekosistemu.
Pored toga, sekundarni metaboliti se koriste u industrijskoj skali za proizvodnju insekticida, boja, aroma, aromatizatora i lijekova.
Primjeri sekundarnih metabolita od velikog značaja u farmaceutskoj industriji prikazani su na slici ispod.
Slika 1: Molekularna struktura sekundarnih metabolita biljaka koji se koriste kao biofarmaceuti
S obzirom na visoku ekonomsku vrijednost nekih od ovih biofarmaceutika, niski nivoi produktivnosti se obično nalaze u konvencionalnim sistemima poljoprivredne proizvodnje, što se događa iz više razloga.
Ova činjenica generiše potrebu za razvojem alternativnih proizvodnih sistema iu tom kontekstu kultura biljnih ćelija i tkiva se smatra sistemom sa visokim potencijalom za prevazilaženje ovog problema; osim toga postoje neke poteškoće za njegovu ekonomsku održivost koje još nisu prevladane.
Zavisno odStoga su korištene različite strategije s ciljem povećanja vrijednosti produktivnosti bioaktivnih spojeva u sistemima biljnih stanica i kultura tkiva, uključujući epigenetsku manipulaciju, razjašnjavanje puteva biosinteze i primjenu tehnika molekularne biologije, prema pristupu inžinjeringa puteva. metabolički.
