Practica nº 8 metabolito secundario

I. INTRODUCCIÓN

Los metabolitos secundarios son moléculas sintetizadas por determinados microorganismos, normalmente en una fase tardía de su ciclo de crecimiento, cuyas características son:

1. No son necesarios para el crecimiento del microorganismo que los produce. En estado natural, sus funciones se hallan ordenadas a la supervivencia de la especie, pero cuando los microorganismos que los producen se desarrollan en cultivo puro los metabolitos secundarios no desempeñan esa misión.

2. Generalmente se producen como mezclas de productos muy relacionados químicamente entre sí. Por ejemplo, una única cepa de una especie del género Streptomyces produce 32 antraciclinas diferentes.

3. Cada uno de estos productos es producido por un grupo muy reducido de organismos.

4. La producción puede perderse fácilmente por mutación espontánea (degeneración de la raza), por lo que son muy importantes las técnicas de conservación de estos microorganismos.

De todos los productos tradicionales obtenidos por fermentación, los más importantes para la salud humana son los metabolitos secundarios. Donde se incluyen, además de los antibióticos, ciertas toxinas (micotoxinas), alcaloides (ácido lisérgico), factores de crecimiento vegetal (giberelinas) y pigmentos.

Los metabolitos secundarios mejor conocidos son los antibióticos, de los que se han descubierto más de 5000, cifra que aumenta a razón de una media aproximada de 300 por año, aunque la mayoría carecen de utilidad pues son tóxicos para los organismos vivos. Aproximadamente el 75% de los antibióticos conocidos son producidos por actinomicetos. Algunas especies son excepcionales productores de antibióticos, por ejemplo Streptomyces gryseus produce al menos 40 antibióticos diferentes.

Los Alumnos.

II. OBJETIVOS

Determinar el efecto antimicrobiano de algunos metabolitos secundarios obtenidos de extractos de plantas o metabolitos secundarios de microorganismos y ensayar el método de inhibición en placa.

III. FUNDAMENTO TEORICO

METABOLITOS SECUNDARIOS DE LOS MICROORGANISMOS:

Metabolitos secundarios con anillos aromáticos

En el caso de los microorganismos los metabolitos secundarios mejor conocidos son los antibióticos.Se conoce que la falta de algunos nutrientes, altera la producción de metabolitos primarios y se originan inductores de enzimas que darán lugar a metabolitos secundarios, estos son producidos en la fase en la que el microorganismo no crece, pero sigue metabólicamente activo, al comienzo de la idiofase, los microorganismos deben hacerse resistentes a sus propios antibióticos.

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Las antraciclinas se usan en muchos en el tratamiento de muchos tipos de canceres. Las antraciclinas dañan el ADN de las células cancerosas, provocándoles la muerte. La daunorubicina, doxorrubicina y epirubicina son antraciclinas.

Metabolitos secundarios de las plantas:

Se llama metabolitos secundarios de las plantas a los compuestos químicos sintetizados por las plantas que cumplen funciones no esenciales en ellas, de forma que su ausencia no es fatal para la planta, ya que no intervienen en el metabolismo primario de las plantas. Los metabolitos secundarios de las plantas intervienen en las interacciones ecológicas entre la planta y su ambiente.

Los metabolitos secundarios de las plantas pueden ser divididos en 3 grandes grupos, en base a sus orígenes biosintéticos:4 5

1. Terpenoides. Todos los terpenoides, tanto los que participan del metabolismo primario como los más de 25.000 metabolitos secundarios,4 son derivados del compuesto IPP (Isopentenil difosfato o "5-carbono isopentenil difosfato") que se forman en la vía del ácido mevalónico. Es un grupo grande de metabolitos con actividad biológica importante (Goodwin 19716 ). Están distribuidos ampliamente en las plantas y muchos de ellos tienen funciones fisiológicas primarias. Unos pocos, como los que forman los aceites esenciales, están restringidos a solo algunas plantas.

2. Compuestos fenólicos y sus derivados. Los más de 8.000 compuestos fenólicos que se conocen están formados o por la vía del ácido shikímico o por la vía del malonato/acetato.

3. Compuestos nitrogenados o alcaloides. Los alrededor de 12.000 alcaloides que se conocen,4 que contienen uno o más átomos de nitrógeno, son biosintetizados principalmente a partir deaminoácidos. Los alcaloides poseen una gran diversidad de estructuras químicas (Robinson 19817 ). Son fisiológicamente activos en los animales, aún en bajas concentraciones, por lo que son muy usados en medicina. Ejemplos conocidos son la cocaína, la morfina, la atropina, la colchicina, la quinina, y la estricnina.

La biosíntesis de los metabolitos secundarios entonces, parte del metabolismo primario de las plantas del que se desvía acorde con las vías generales que se muestran en el siguiente cuadro:

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Vías generales del metabolismo secundario de las plantas, que producen los 3 tipos generales de compuestos secundarios: productos nitrogenados, productos fenólicos, y terpenoides. También se muestra su relación con el metabolismo primario. Dibujado a partir de Taiz, Lincoln y Eduardo Zeiger. "Secondary Metabolites and Plant Defense". En: Plant Physiology, Fourth Edition. Sinauer Associates, Inc. 2006. Capítulo 13.

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IV. MATERIALES,EQUIPOS, SOLUCIONES Y REACTIVOS

A) MATERIALES:

*Placas Petri con . * Vaso de precipitado

* Pipeta de 1ml. * Pizceta

* Microscopio compuesto * Gradilla

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* Embudo * Papel filtro

* Placa petri con agar Mueller Hinton * Espatula de Dryglasky

* Mechero *Incubadora

* Extracto alcohólico vegetal o discos de antibióticos

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V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

5.1. Preparar una solución acuosa del esxtracto de la planta a una concentración de 5 mg ⁄ml. Esterilizar por filtración.

5.2. Utilizando una espátula de Driglasky, esterilizada con alcohol y fuego, inocular una cepa susceptible sobre la placa petry con agar Mueller Hinton.

5.3. Una vez inoculado, hacer de 4 a 6 perforaciones en el agar en condiciones de esterilidad.

5.4. Inocular en cada pocito 100 ul de extracto vegetal.

5.5. Colocar en uno de los pocitos 100 ul de agua destilada estéril como control.

5.6. Incubar la placa a 33 °C por 24h. Determinar el efecto obtenido

VI. RESULTADOS

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VIII. CONCLUSIONES

XI. CUESTIONARIO

IX.1 ¿Los animales producen metabolitos secundarios? Fundamente

Los animales superiores raramente los producen, si acaso pueden ser encontrados ocasionalmente en insectos y otros invertebrados.Es decir, algunos metabolitos secundarios sólo están presentes en determinadas especies y cumplen una función ecológica específica, como por ejemplo atraer a los insectos para transferirles el polen, o a animales para que éstos consuman sus frutos y así poder diseminar sus semillas; también pueden actuar como pesticidas naturales de defensa contra herbívoros o microorganismos patógenos, incluso como agentes alelopáticos (sustancias que permiten la competición entre especies vegetales), también se pueden sintetizar metabolitos secundarios en respuesta a daño en algún tejido de la planta, así como contra la luz UV y otros agentes físicos agresivos, incluso actuar como señales para la comunicación entre plantas con microorganismos simbiontes.

IX.2 ¿Qué aplicaciones tienen los metabolitos secundarios en los organismos y en el ambiente (agua, suelo y aire)?

Los metabolitos secundarios, se producen cuando algún nutriente del medio se encuentra en concentraciones limitantes. Los más importantes comercialmente son los antibióticos, los pigmentos, las toxinas, los inhibidores enzimáticos y los alcaloides.

En las plantas son importantes para realizar determinadas funciones, dispersión de semillas, defensa frente a determinadas agresiones o la captación de los insectos polinizadores, son un elemento importante y necesario ya que en el reino vegetal representan una ventaja competitiva.

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Cada familia de plantas utiliza precursores químicos comunes originando diferentes resultados.

Para los humanos, pues presentan incontables aplicaciones en los campos de la farmacología, la industria agrícola o la industria cosmética.

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BIBLIOGRAFÍA

- GUIA DE PRACTICAS DE LABORATORIO Nº 8 (Metabolito Secundario)

- Bruneton, J. 2000. Plantas Tóxicas. Acribia. Zaragoza.

- Bruneton, J. 2001. Farmacognosia, Fotoquímica, Plantas Medicinales. Segunda Edición. Acribia. Zaragoza

- http//www.monografias.com/metales pesados

- http//www.google.com/metales pesados

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