Unidad 4. Relacion Entre La Fisiologia Animal y Vegetal en La Biotecnologia

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animales y plantas

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  • Fisiologa de Plantas y Animales Programa desarrollado

    Ciencias de la Salud, Biolgicas y Ambientales | Biotecnologa 1

    Ingeniera en Biotecnologa

    5 cuatrimestre

    Programa de la asignatura

    Fisiologa de Plantas y Animales

    Informacin general de la asignatura

    Clave:

    200920520 / 190920520

    Universidad Abierta y a Distancia de Mxico

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    Unidad 4. Relacin entre la fisiologa animal y vegetal en la

    Biotecnologa

    Presentacin de la unidad

    Hoy en da, no nos sorprende recibir noticias sobre plantas genticamente mejoradas, que

    pueden dar ms fruto que una planta normal, o de medicamentos que son producidos por

    bacterias o derivados de sustancias extradas de vegetales o venenos de animales,

    tambin hemos escuchado sobre procesos de limpieza de agua que emplean algn

    elemento de la fisiologa vegetal.

    Tambin es muy comn, en la industria alimenticia, contar con enzimas extradas de

    animales o plantas, ingredientes como azcares, jarabes y protenas que fungen como

    nutrientes en otros alimentos, que han sido purificados a partir de plantas y animales

    Para todos nosotros resulta tan normal, ir al sper y comprar un kilo de jitomate, o

    comprar un jarabe para la tos, o frmula lctea para beb, un frasco de vitaminas, e

    infinidad de productos que llevamos a nuestras casas como parte de nuestro consumo

    diario, sin saber que esos productos, entre otros, existen en su presentacin actual

    gracias a la Biotecnologa, esta rama emergente de la ciencia que ha sido capaz de

    estudiar, identificar, manipular y mejorar procesos tan complicados como los que ocurren

    dentro de la fisiologa animal y vegetal, detrs de esos productos biotecnolgicamente

    mejorados existe un soporte cientfico importante, producto del estudio e investigacin

    constante realizada por biotecnlogos, personas como tu, que con su trabajo, estn

    cambiando al mundo.

    En esta unidad podremos integrar la informacin estudiada a lo largo de las 3 unidades

    anteriores de esta asignatura estudiando ejemplos concretos en los cuales por medio de

    la biotecnologa se ha podido echar mano de algn proceso fisiolgico animal o vegetal

    para mejorar o innovar en la industria. De esta manera podrs ampliar tu panorama sobre

    las posibilidades de la aplicacin de estos procesos en la rama de la biotecnologa que

    desarrolles en tu vida profesional. Bienvenido

    Propsito de la unidad

    En esta unidad se pretende proveerte de un marco de referencia que te permita integrar la

    informacin planteada en las tres unidades anteriores para que puedas, en un futuro

    contar con las bases que te permitan proponer nuevos usos de los procesos fisiolgicos

    animales y vegetales en la industria en la que te desempees profesionalmente.

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    Competencia especfica

    Identificar la importancia de la fisiologa animal y vegetal mediante el anlisis de casos

    concretos para inferir sus aplicaciones en el campo de la Biotecnologa.

    4.1. La Fisiologa Animal en la Biotecnologa

    Como ahora ya sabes, fisiologa de un ser vivo, controla todos sus procesos vitales, en

    gran medida, a travs de elementos como hormonas, protenas y enzimas, por mencionar

    algunos; estos elementos resultan de especial inters en la biotecnologa, ya que han

    contribuido al desarrollo y mejora de muchos productos empleados en la industria

    farmacutica, en la alimentaria, y hasta en la investigacin en varias disciplinas, a

    continuacin abordaremos algunos ejemplos.

    4.1.1. Principales aplicaciones de la fisiologa animal en la biotecnologa

    Las gelatinas existen de mil sabores, formas y colores, es un postre tan verstil que

    puede engalanar desde una fiesta infantil hasta un evento de la realeza europea, no

    importa si se es un pequeo, o una persona mayor, si se es hombre o mujer, mucho

    menos la clase social a la que se pertenezca, a todos nos gusta la gelatina y todos

    sabemos como se hace! basta con verter el contenido del sobrecito del sabor preferido

    en un poco de agua hirviendo, incorporar un poco, vaciar la mezcla en un molde, esperar

    a que cuaje y listo, podremos saborear de un platillo, sencillo, lleno de sabor, rico en

    protenas, minerales y agua. Y por si fuera poco, tambin existen en presentaciones light.

    La gelatina est hecha de grenetina, todos lo sabemos, pero, qu es la grenetina? De

    donde se obtiene? Pues bien, la grenetina, componente principal de las gelatinas (y de

    otras golosinas como las gomitas) un compuesto coloide formado principalmente

    azcares y por una protena que forma parte de la matriz extracelular de los tejidos

    animales muy conocida, estamos hablando del colgeno, tal vez una de las protenas ms

    abundantes en el cuerpo de un cordado (existen alrededor de 21 tipos de colgeno), Esta

    protena tiene la capacidad de polimerizarse formando redes cuya consistencia est

    directamente relacionada con la cantidad de agua que presentan (Solomon, 2008).

    La grenetina (compuesta por colgena) se extrae en condiciones higinicas de tejidos de

    animales como vacas y cerdos principalmente, esta protena forma parte estructural de

    todos los tejidos, principalmente, piel, cartlago y huesos, y es precisamente de estos

    tejidos de donde se obtiene, bsicamente los tejidos se tratan a altas temperaturas en

    presencia de proteasas y sustancias cidas que facilitan la liberacin de las protenas de

    la matriz extracelular, con lo que se obtiene un lquido espeso que tras filtrarse,

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    deshidratarse al alto vaco y enfriarse se logra su gelificacin, esta masa gelificada se

    muele para obtener la grenetina en polvo, que se mezcla con el resto de los ingredientes

    de la gelatina comercial como el saborizante y se envasa para su venta. El polvo de

    grenetina, al entrar en contacto con el agua caliente se disuelve, regresando a su estado

    slido cuando pierde calor, por efecto termodinmico.

    La colgena (o colgeno, ambos nombres son correctos) tambin es utilizada como

    ingrediente de cremas y productos de aseo personal como cremas de belleza, entre otros.

    Por ejemplo, para extraer colgena tipo uno a partir de tendn de mamfero, el

    procedimiento es como sigue:

    Esquema del proceso realizado para obtener colgena tipo 1 a partir de tendn

    (Gmez-Lizrraga, 2011)

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    Al igual que el colgeno, la elastina es otra protena componente de la matriz extracelular

    de los tejidos animales dndoles elasticidad y resistencia a la tensin mecnica; como tu

    sabes, esta protena tambin es utilizada por la industria cosmtica como parte de las

    cremas y productos dermatolgicos para mantener la elasticidad de la piel humana

    (Audesirk, 2008).

    Adems de los tejidos animales, como el cartlago, tendones, huesos y piel, existen otras

    fuentes de donde puede extraerse colgeno, se ha podido comprobar que la secrecin de

    algunos gasterpodos como la baba de caracol es rica en colgeno de alta calidad, esta

    situacin ha propiciado el desarrollo de criaderos de caracol con la finalidad, en primera

    instancia, de cultivar a este animal en masa, para poder extraer la protena de su

    secrecin corporal, se ha demostrado que dicho producto tiene efectos benficos sobre la

    piel.

    La sangre es un tejido que interviene en varios procesos fisiolgicos de los cordados, es

    un fluido compuesto por una fase lquida compuesta por agua, denominada plasma o

    suero, en la que podemos encontrar en suspensin, lpidos como triglicridos y colesterol,

    electrolitos, vitaminas, infinidad de nutrientes y deshechos del metabolismo y desde luego

    protenas como albminas e inmunoglobulinas o anticuerpos, por mencionar algunos.

    La otra fase de la sangre es la celular, en ella encontramos eritrocitos, clulas blancas

    como linfocitos y macrfagos, clulas dendrticas, megacariocitos, plaquetas, etc. En

    conjunto, ambas fases componentes de la sangre transportan nutrimentos y deshechos

    metablicos, gases como oxgeno y dixido de carbono, hormonas y en general a todos

    los mensajeros qumicos (Curtis, 2007).

    La sangre es bsicamente un tejido, pero tambin es un producto del metabolismo, para

    el caso de los mamferos, todas las clulas sanguneas se producen en la mdula sea de

    los huesos largos como el fmur, tibia, peron, cbito, radio, hmero y costillas.

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    A

    B

    A) Linaje de las clulas sanguneas producidas a travs de las clulas madre de la mdula

    espinal (B)

    La sangre, como tejido resulta de vital importancia para mantener el metabolismo de un

    ser vivo, sin embargo, este precioso fluido tambin es de sumo inters en la investigacin

    en diferentes ramas de la biologa, por ejemplo, en el estudio del cncer, para el cultivo de

    tejidos o lneas celulares animales, e incluso en el rea de la farmacologa donde se

    cultivan, protozoarios patgenos como Entamoeba histolytica, Plasmodium sp,

    Trypanosoma sp, Giardia lamblia, entre otros. En ests reas de investigacin, un

    elemento de la sangre es indispensable vital para poder llevar a cabo los experimentos,

    estamos hablando del suero.

    El suero, como ya mencionamos, es la fraccin lquida libre de clulas de la sangre, esta

    contiene una enorme cantidad de nutrimentos, minerales, protenas y factores de

    crecimiento celular, en conjunto, estos elementos, al ser agregados a un medio de cultivo

    donde se propagarn clulas eucariontes (clulas de la piel, cartlago, musculares y hasta

    protozoarios) favorecen el crecimiento de dichas clulas en cultivo, situacin que sera

    muy difcil de mantener sin agregar este aditivo tan eficaz y ampliamente usado por toda

    la comunidad cientfica internacional. El suero ms utilizado es el de bovino, puede ser de

    un animal adulto o de un feto, la composicin vara entre ambos tipos y su eleccin

    depender del tipo de investigacin a realizar; existen ranchos y criaderos dedicados a la

    produccin de este recurso que cuentan con toda la infraestructura necesaria para

    extraer, purificar, y garantizar la esterilidad del suero con los ms altos estndares de

    calidad.

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    Imagen de una presentacin comercial de suero fetal bovino ocupado para enriquecer medios de

    cultivo celular de diferentes especies, el suero tambin puede provenir de animales adultos.

    Otro elemento de la sangre ampliamente utilizado en la investigacin cientfica son los

    anticuerpos. Estos elementos son protenas, los linfocitos B se encargan de su

    produccin como respuesta a una infeccin por un patgeno o por el ingreso de una

    sustancia extraa, como una toxina hacia el organismo (Campbell, 2007).

    Los anticuerpos tienen la enorme ventaja de ser especficos, esto quiere decir que solo

    reconocen al agente patgeno que origin su produccin, por ejemplo, imagina que eres

    picado por una abeja, su veneno contiene sustancias que son txicas para el organismo,

    el sistema inmune es capaz de detectarlas y como respuesta se induce la produccin de

    anticuerpos especficos anti veneno de abeja por parte de los linfocitos B. Si eres picado

    por un mosco o un alacrn o avispa, estos anticuerpos anti veneno no servirn contra

    estos venenos ya que son especficos contra el veneno de la abeja, si vuelves a ser

    picado por una abeja los anticuerpos entrarn en accin desencadenando una respuesta

    inmune muy fuerte, orientada a la eliminacin del veneno.

    En la investigacin cientfica se explota la capacidad que tiene el sistema inmune de

    producir anticuerpos especficos contra cualquier sustancia deseada, por ejemplo.

    Imagina que tu eres un investigador que estudia la neumona y deseas hacer una vacuna,

    para lograrlo cultivas en tu laboratorio al estreptococo causante de dicha enfermedad,

    cuando tienes una cantidad considerable del estreptococo, lo fraccionas en pedazos

    microscpicos y lo inyectas a una animal, por ejemplo, un cerdo, un caballo o un bovino,

    estos animales pueden responder a la inyeccin de estreptococo produciendo millones de

    anticuerpos especficos contra el patgeno, estos anticuerpos se pueden recuperar

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    recolectando y filtrando la sangre del animal para purificar los anticuerpos que te van a

    servir para el estudio de la neumona.

    Especificidad de los anticuerpos, como puedes ver un mismo organismo, como el ser humano

    puede producir infinidad de anticuerpos como los especficos para los venenos de algunos

    insectos, el caballo de tu experimento tambin es capaz de producir anticuerpos especficos

    contra el estreptococo causante de la neumona (imagen desarrollada por el experto).

    En la industria alimenticia, tambin se emplean este tipo de productos, un caso con

    impacto a nivel mundial es el de la produccin de frmulas lcteas infantiles. En este

    caso, la materia prima que sirve como base para la fabricacin de estos productos es la

    leche de vaca.

    Esta, contiene agua, protenas, grasas, minerales como el calcio, entre otros nutrientes.

    La leche de vaca, evidentemente sirve para nutrir a un becerro, y es muy diferente en su

    composicin a la leche materna humana, principalmente difieren en la concentracin de

    grasas y la relacin entre casena (una protena de peso molecular mediano) y protenas

    del suero de la leche. De las protenas totales de la leche materna, la casena abarca

    alrededor del 40%, mientras que en la leche de vaca, la casena ocupa un 80%.

    Esta relacin protenas-casena resulta de vital importancia para la salud de un neonato,

    ya que si es alimentado con leche de vaca, su carga renal (que es la capacidad que tiene

    el rin para filtrar) aumenta, a causa de la mayor cantidad de casena, forzando los

    riones y esto puede ocasionar un dao serio si la salud del pequeo no es la ptima.

    Para evitar este problema, el suero de la leche de vaca es manipulado y filtrado para

    invertir esta relacin de protenas hasta hacerla igual a la de la leche materna, de este

    modo, el neonato recibir la cantidad y el tipo de protenas adecuadas para su edad y su

    fisiologa renal.

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    Las frmulas infantiles emplean como materia prima la leche de vaca, la cual modifican en su

    concentracin proteica para hacerla accesible a la fisiologa del neonato.

    De unos aos a la fecha, en todos los medios de comunicacin, as como en libros,

    revistas y material de divulgacin de la ciencia, se habla sobre los cidos grasos omegas,

    como elementos importantes en la nutricin humana, principalmente como antioxidantes,

    aunque como cidos grasos, tambin pueden intervenir en otros procesos, como en la

    formacin de las membranas celulares, al ingerir estos cidos, el metabolismo celular los

    incluye en la membrana celular dndole mayor fluidez y resistencia, principalmente a la

    oxidacin por radicales libres a la membrana celular.

    Entre los cidos omegas ms importantes a nivel nutrimental, encontramos al cido

    docohexanico o DHA y al cido araquidnico o ARA. Gracias a la biotecnologa estos

    cidos grasos tan importantes se pueden extraer en cantidades industriales a partir del

    metabolismo de organismo como Crypthecodinium cohnii un protozoario dinoflagelado

    del que se extrae DHA (recordars que los protozoarios son animales unicelulares,

    aunque difieren mucho de los cordados, en los cuales nos hemos centrado, resulta

    interesante conocer el alcance que la biotecnologa ha tenido en cuanto a la manipulacin

    o aprovechamiento de procesos fisiolgicos animales se trata).

    En la nutricin infantil el DHA es de vital importancia para el adecuado desarrollo del

    sistema nervioso central del neonato, se ha demostrado que dicho proceso se lleva a

    cabo de mejor forma cuando se adicionan estos elementos a la dieta, mejorndose

    procesos como el aprendizaje y la memoria (Sanhueza, et. al 2004) Es por esto que las

    frmulas infantiles para neonatos incluyen importantes cantidades de este cido extrado

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    del dinoflagelado anteriormente mencionado para reforzar el desarrollo del cerebro de los

    bebs. Obviamente, la leche materna siempre ser una mejor opcin para alimentar a un

    neonato.

    A manera de breviario cultural y con la finalidad de enriquecer tu conocimiento sobre la

    importancia de los cidos grasos en la dieta humana, se ha observado que el ARA influye

    de manera importante en el desarrollo de la vista (Pinazo-Durn, 2008), en este sentido el

    cido araquidnico con el que se suplementan algunas frmulas infantiles se extrae del

    hongo Mortierella alpina.

    Actividad 1. Reciclaje extremo Todos saben que los abonos son utilizados para las plantas, algo contienen que resulta benfico a las plantas, pero Sabes a ciencia cierta que es? Por qu una planta abonada crece mejor que una no abonada? Existen varios tipos de abono, algunos son producidos industrialmente pero tambin existen abonos orgnicos. Cul crees que sea mas eficiente y porqu? Con esta actividad podrs conocer una vertiente comercial sobre el uso de productos del metabolismo animal aplicados en la industria, para llevarla a cabo se te pide lo siguiente.

    1. Realiza una investigacin bibliogrfica, basndote en al menos tres bibliografas especializadas sobre la generacin de abonos orgnicos

    Haz nfasis en los siguientes puntos:

    Caractersticas de un abono

    Diferencias (en su produccin, composicin, calidad, usos), entre un abono industrial y uno orgnico.

    Origen de los abonos orgnicos

    Aplicaciones de los abonos orgnicos

    2. Con la informacin obtenida ingresa a la base de datos y atiende lo que se te pide

    3. Participa en el foro titulado Reciclaje extremo donde se abordar la relacin entre los componentes de la materia fecal de los consejos en la industria del abono y atiende a lo que se te solicita. Se te recomienda que previo a tu ingreso al foro consultes la Rbrica de participacin en foros, que se encuentra en la pestaa Material de apoyo.

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    4.2. La fisiologa vegetal en la biotecnologa

    Desde siempre, las plantas han sido nuestras grandes proveedoras; de alimento, materias

    primas para construccin, como combustible, como medio de transporte, entre otros,

    nuestras vidas, nuestra supervivencia est estrechamente ligada a las plantas, a lo que

    hacen por nosotros y a lo que nos dan.

    El avance de la ciencia nos ha permitido explotar y manipular a las plantas y su fisiologa,

    hoy en da, somos capaces de extraer metabolitos secundarios con diferentes

    aplicaciones, principalmente mdicas, incluso hasta hemos sido capaces de modificar su

    genoma incorporando a su genoma, genes de otras especies convirtindolos en

    transgnicos, o modificando la expresin de sus propios genes para hacer ms efectiva

    su produccin, algo muy til en el caso de las plantas comestibles.

    El provecho que los avances biotecnolgicos nos ha permitido obtener de las plantas ha

    sido simplemente increble, a continuacin abordaremos algunos ejemplos que gracias a

    la biotecnologa han cambiado nuestra vida.

    4.2.1. Principales aplicaciones de la fisiologa vegetal e n

    la Biotecnologa

    Si e pregunto, menciona algn frmaco para eliminar el dolor de cabeza, seguramente

    pensaste en la aspirina. En el Egipto antiguo ya se utilizaba la aspirina para aliviar

    algunos dolores y fiebre, desde luego, esta aspirina se utilizaba en su presentacin ms

    primitiva, la corteza del sauce blanco Salix alba. Este rbol de amplia distribucin, en su

    corteza concentra cantidades importantes de un metabolito secundario que hoy

    conocemos como cido saliclico, en cantidades suficientes como para aliviar algunas

    neuralgias si se tomaba el producto de la decoccin de su corteza, un tecito te aspirina.

    El cido saliclico, como se le llam por primera vez fue aislado de la corteza del sauce

    blanco en 1828 por el qumico alemn Johann Buchner. Hoy en da el cido

    acetilsaliclico, comercializado bajo el nombre de marca Aspirina de la farmacutica Bayer

    es el analgsico ms usado en el mundo, no solo por su potencia para aliviar la fiebre y

    dolor, adems de su capacidad como analgsico se ha descubierto que el cido

    acetilsaliclico es capaz de inhibir la agregacin plaquetaria, es decir impide que las

    plaquetas se aglutinen para formar cogulos, esta capacidad ha servido para fortalecer

    las terapias de pacientes con afecciones cardiacas, as como de pacientes que han

    sufrido infartos cerebrales ocasionados por la obstruccin del flujo sanguneo a causa de

    un cogulo, por mencionar algunas patologas.

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    A B

    A) Reaccin qumica que se lleva a cabo para producir cido acetil saliclico de manera

    sinttica.

    B) Estructura tridimensional del cido acetil saliclico.

    (5,6)-7,8-didehidro-4,5-epoxi-17-metilmorfinan-3,6-diol. Este complicado nombre

    qumico no te dice nada, sin embargo hace referencia a un metabolito de una planta

    conocida como dormidera (Papaver somniferum) de esta planta se extrae una mezcla de

    metabolitos vegetales conocida como opio, que contiene altas concentraciones de

    morfina, un alcaloide producido por esta planta.

    Los alcaloides son metabolitos secundarios vegetales producidos a travs de la

    modificacin de aminocidos por parte de la propia planta, el tener como base un

    aminocido les confiere la capacidad de tener efectos potentes a bajas concentraciones

    en la fisiologa del ser humano.

    La morfina, nombrada as haciendo alusin al dios de sueo Morfeo, tiene un potente

    efecto analgsico y sedante, efectos ampliamente utilizados en la medicina en la profilaxis

    de padecimientos como el cncer y afecciones cardiacas, y otras enfermedades

    terminales.

    Actividad 2. Aceite de plantas

    Entre los metabolitos secundarios de las plantas ms explotados desde hace siglos se

    encuentran los aceites esenciales, bsicamente se componen de elementos aromticos,

    es por esta caracterstica que este producto ha llamado tanto la atencin del ser humano,

    desde la era sumeria del ao 3500 A.C. pasando por el antiguo Egipto, la Francia del

    siglo XVI hasta nuestros das, los aceites esenciales han sido de particular inters para la

    industria del perfume. Te has preguntado, como es que un perfume puede oler a

    lavanda, rosa o a maderas? Con esta actividad podrs responder esta pregunta, a la par

    de que conocers el proceso de extraccin de este producto vegetal, que es, en realidad

    ms sencillo de lo que te imaginas.

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    1.- Realiza una investigacin bibliogrfica, basndote en al menos, tres bibliografas

    cientficas (libros especializados en qumica, o artculos cientficos formales) Sobre los

    aceites esenciales vegetales y su proceso de extraccin tomando en cuenta los

    siguientes puntos.

    a) Definicin de aceite esencial.

    b) Composicin qumica de un aceite esencial.

    c) Proceso de extraccin de un aceite esencial (recoleccin de las plantas, tratamientos,

    consideraciones a observar de la tcnica).

    d) Fundamento de la tcnica de extraccin (relacin entre la estructura qumica de los

    componentes del aceite y la tcnica utilizada).

    2.- Con la informacin obtenida, en un documento de Word con extensin .doc elabora

    un diagrama de flujo sobre la extraccin de aceites vegetales explicado a profundidad

    dicho proceso, desde la cosecha de las plantas hasta su obtencin final abarcando los

    puntos mencionados en los incisos a, b, c y d.

    3.-Puedes reforzar tu trabajo con imgenes y ejemplos que enriquezcan tu contenido

    Guarda tu trabajo con la nomenclatura FPA_U4_A2_XXYZ

    Enva el archivo a tu Facilitador(a) mediante la seccin de Tareas para su revisin y

    retroalimentacin.

    Papaver somniferum

    Estructura qumica de la morfina

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    La morfina, por su potencia y los efectos que ocasiona sobre el sistema nervioso central

    ha sido empleada como droga, es por esta situacin que su manejo est restringida solo

    para personal mdico altamente calificado.

    A lo largo de tu vida, seguramente has consumido varios gramos de otro alcaloide, la

    1,3,7-trimetil- 1H-purina- 2,6(3H,7H)-diona 1,3,7-trimetilxantina, mejor conocida como

    cafena, producida por Coffea arabica o cafeto. Sus efectos estimulantes y vigorizantes

    son bien conocidos, actualmente, la industria alimenticia produce grandes cantidades de

    este alcaloide para adicionarlo a productos como las bebidas energetizantes entre otros.

    La industria farmacutica tambin emplea a la cafena como potencializador de los

    efectos de algunos frmacos, el ejemplo ms claro es la combinacin de cafena con

    cido acetilsaliclico para incrementar el efecto analgsico de este frmaco, algunos

    medicamentos antihistamnicos incluyen dentro de su formulacin a la cafena para

    fortalecer el efecto de los analgsicos que contienen.

    Existen otros alcaloides consumidos en masa por el ser humano como la nicotina,

    proveniente del tabaco y el tetrahidrocannabinol alcaloide presente en la marihuana,

    ambos con efectos dainos sobre la salud humana.

    Has odo hablar a cerca de la paradoja francesa? Se refiere a la aparente

    compatibilidad de una dieta elevada en grasas con una reducida incidencia de la

    ateroesclerosis coronaria, lo cual se atribuye al consumo regular por los franceses de vino

    tinto o jugo de uvas, productos con un elevado contenido de flavonoides. A estos

    flavonoides y taninos como el resveratrol, entre otras sustancias fenlicas que contiene el

    vino tinto se le atribuyen propiedades antioxidantes, que reducen la oxidacin de las

    lipoprotenas de baja densidad (LDL) y con ello la disminucin del riesgo de

    enfermedades aterognicas.Otros ejemplos son el proceso de envejecimiento del

    organismo humano y las correlaciones halladas entre los procesos de iniciacin,

    promocin y progresin del cncer, con el incremento de la generacin de radicales libres

    y sus metabolitos, lo que ha inducido el consumo de productos antioxidantes como

    agentes quimiopreventivos (Nez, 2011).

    El resveratrol es uno de los metabolitos secundarios de las plantas que ms ha cobrado

    auge entre las industrias alimenticia, farmacutica y en la investigacin cientfica, se sabe

    que tiene importantes efectos como potente antioxidante, adems de intervenir en el

    metabolismo energtico y de asimilacin de cidos grasos, se ha comprobado que tienen

    efectos como agente anticancergeno y como cardio protector, como antibacteriano y

    como antiprotozoario, cada da hay ms cientficos interesados en descubrir nuevos

    efectos para esta droga, al parecer, la industria farmacutica y la investigacin cientfica y

    biotecnolgica orientadas a la salud han centrado su atencin en los metabolitos

    secundarios de las plantas ya que tanto alcaloides, como taninos y polifenoles como el

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    resveratrol ejercen muchos efectos interesantes para combatir algunas enfermedades

    como el cncer, infecciones bacterianas, padecimientos metablicos, procesos

    neurodegenerativos, entre otros.

    Adems del resveratrol, existen otros compuestos polifenlicos que han despertado el

    inters de los investigadores y biotecnlogos, los flavonoides son compuestos

    polifenlicos presentes en todas las plantas y comprenden la familia ms grande de

    metabolitos secundarios vegetales. Al igual que los alcaloides, los flavonoides son

    derivados de aminocidos, en particular de aminocidos aromticos como el triptfano y

    la fenilalanina.

    Estos compuestos entre los que se encuentran, la epicatequina, kaempferol, quercetina,

    han demostrado tener potentes efectos como antioxidantes, anitibacterianos,

    antiprotozoarios, en particular contra patgenos como Plasmodium sp. Giardia lamblia,

    Trypanosoma sp, Entamoeba histolytica, entre otros (Ramrez M, 2010).

    Tambin se ha demostrado que son potentes agentes anticancergenos, en este sentido,

    los esfuerzos de los investigadores se han enfocado en estudiar este ltimo efecto de los

    flavonoides por el impacto a nivel de salud mundial que podran tener.

    Actividad 3. Fbrica de medicamentos

    Como pudiste apreciar, las plantas se han convertido en una basta fuente de sustancias

    con potencial curativo, en este sentido la biotecnologa ha producido nuevas alternativas

    para atender desde un dolor de muelas hasta el Cncer y el SIDA. Las plantas son, hoy

    en da, verdaderas fbricas de medicamentos, muchos de ellos estn a la espera de ser

    descubiertos, tal vez por ti. En esta actividad podrs ampliar tu conocimiento sobre los

    metabolitos secundarios vegetales y su uso en la medicina, para lo cual se te pide lo

    siguiente.

    1.- Realiza una investigacin bibliogrfica, basndote en al menos 4 bibliografas

    especializadas en fisiologa vegetal, farmacologa, fitoterapia o medicina sobre los

    flavonoides y alcaloides tomando en cuenta lo siguiente:

    Definicin de flavonoide y alcaloide (clasificacin de cada uno y estructura

    qumica principal)

    Semejanzas y diferencias entre flavonoides y alcaloides

    Flavonoides y alcaloides utilizados en la medicina con fines teraputicos (al

    menos 5 ejemplos de cada uno sin contemplar en tu trabajo los ejemplos

    abordados en esta unidad)

    Planta de donde se obtiene

    Efecto teraputico que presentan que ha sido de inters por la comunidad mdica

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    2.- Con la informacin que has obtenido elabora un resumen de al menos 3 cuartillas en

    formato WORD con letra arial tamao 11 con interlineado 1.5. Sobre la aplicacin de

    metabolitos de plantas en la industria farmacutica tomando en cuenta los puntos

    sealados anteriormente para cada ejemplo que utilices (tipo de metabolito, estructura

    qumica, planta de origen, efecto teraputico, patologas en las que se emplea), recuerda

    incluir la bibliografa que utilizaste.

    3.- Guarda tu trabajo con la nomenclatura FPA_U4_A3_XXYZ

    4.- Enva el archivo a tu Facilitador(a) mediante la seccin de Tareas para su revisin y

    retroalimentacin.

    Autoevaluacin

    En esta actividad pondrs a prueba los conocimientos adquiridos durante la unidad

    resolviendo un crucigrama que te ayudar a afirmar algunos conceptos clave.

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    Evidencia de aprendizaje. Reciclaje extremo II

    Como producto de la alimentacin de los cordados y posterior metabolismo de los alimentos se generan grandes cantidades de Nitrgeno que deben ser excretadas en forma de cido rico urea, este nitrgeno resulta ser un nutrimento esencial para las plantas quienes tienen mecanismos especiales de fijacin de este elemento qumico. Este proceso de reciclaje qumico que inicia con la ingesta de alimentos, pasando por su digestin, excrecin y asimilacin por parte de las plantas tiene tambin implicaciones ecolgicas, adems de metablicas.

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    Con esta actividad podrs identificar la relacin ecolgica que existe entre el metabolismo de los mamferos y el metabolismo del nitrgeno de las plantas, para ello se te pide lo siguiente.

    1.- Realiza una investigacin bibliogrfica basndote en 3 bibliografas especializadas

    sobre fisiologa animal y vegetal sobre los siguientes aspectos.

    Metabolismo de nitrgeno en mamferos (puedes tomar como ejemplo un

    herbvoro como una vaca y un carnvoro como un len, un perro o al ser humano)

    Excrecin de nitrgeno en las especies que hayas elegido

    Aspectos ecolgicos de la fijacin de nitrgeno

    2.- Con la informacin que has obtenido elabora un resumen de al menos 3 cuartillas en

    formato WORD con letra arial tamao 11 con interlineado 1.5 sobre la relacin entre el

    proceso de excrecin de nitrgeno de mamferos en la fabricacin de abonos y el

    proceso de fijacin de nitrgeno en las plantas con la informacin que has ledo formula

    una conclusin sobre las implicaciones ecolgicas de ambos procesos.

    3.- Guarda tu trabajo con la nomenclatura FPA_U4_EA_XXYZ

    4.- Enva el archivo a tu Facilitador(a) mediante la seccin de Tareas para su revisin y

    retroalimentacin.

    Autorreflexiones

    Adems de enviar tu evidencia de aprendizaje, ingresa al foro Preguntas de auto

    reflexin y consulta la actividad que tu facilitador(a) te presente, realiza la actividad y a

    partir de esta, elabora tu auto reflexin en un archivo de texto llamado

    FPA_U4_ATR_XXYZ donde complementars la actividad realizada. Posteriormente

    enva tu archivo mediante la herramienta Auto reflexiones

    Cierre de unidad

    Felicitaciones, acabas de concluir la cuarta unidad y la materia de Fisiologa de plantas y

    animales, a lo largo de esta asignatura pudiste adentrarte en el estudio de los principales

    procesos fisiolgicos de estos organismos, apreciaste las semejanzas y diferencias entre

    estos y el impacto que la evolucin ha tenido en el modelado de estas estrategias de

    sobrevivencia. Resulta imposible abarcar el estudio fisiolgico de plantas y animales en

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    una unidad, sin embargo ahora cuentas con bases slidas que te permitirn profundizar

    en el estudio de los procesos fisiolgicos que te interesen profesionalmente con una

    visin crtica y contractiva.

    Este estudio te habilitar para formular hiptesis y nuevas aplicaciones de estos procesos

    en las diversas ramas de la biotecnologa que abordes a lo largo de tu vida profesional,

    existen muchos aspectos fisiolgicos ya descritos, sin embargo, no son nada comparado

    con los descubrimientos que faltan por hacer, los cimientos estn construidos, sobre ellos,

    con base en tus investigaciones contribuirs con el crecimiento de esta rama de la cienca,

    te exhortamos a que contines esforzndote, preparndote, pero sobre todo, a

    cuestionarte, a plantearte preguntas y problemas que podrn culminar, cuando las

    respondas en grandes descubrimientos. Adelante.

    Para saber ms

    Para conocer otros aspectos sobre la fisiologa vegetal puedes leer el artculo que

    a continuacin se te presenta y comentar tus puntos de vista con tus compaeros

    en un blog.

    Pardo A., Gimnez M., Perona A y Pardo J. (2008). Utilizacin de fibra de kenaf

    Hibiscus cannabinus L.) en la elaboracin de sustratos especficos para cultivo de

    Pleurotus ostreatus (Jacq. ex Fr.) Kummer. Rev Iberoam Micol 2008; 25: 57-61

    Gonzlez S.,. Junquera L.M., Pea I., Garca V.,Gallego L., Garca E., Meana E. Cultivo in vitro con colgeno y fibroblastos humanos de un equivalente de mucosa oral de espesor total Rev Esp Cir Oral y Maxilofac 2009;31,2 (marzo-abril):98-106, 2009

    Marti A., Moreno-Aliaga M., Zulet M. y Martnez J. Avances en nutricin molecular: nutrigenmica y/o nutrigentica. Nutr. Hosp. (2005) XX (3) 157-164

    Bradbury J. Docosahexaenoic Acid (DHA): An Ancient Nutrient for the Modern Human Brain. Nutrients 2011, 3, 529-554

    Fuentes de consulta

    Gmez-Lizrraga K., Pia-Barba C y Rodrguez-Fuentes N. Obtencin y

    caracterizacin de colgena tipo I a partir de tendn bovino. Superficies y Vaco

    24(4) 137-140, diciembre de 2011

    Sanhueza J., Nieto S., y Valenzuela A. ACIDO DOCOSAHEXAENOICO (DHA),

    DESARROLLO CEREBRAL, MEMORIA Y APRENDIZAJE: LA IMPORTANCIA DE

    LA SUPLEMENTACIN PERINATAL. Revista chilena de nutricin. v.31 n.2

    Santiago ago. 2004

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    Ciencias de la Salud, Biolgicas y Ambientales | Biotecnologa 20

    Pinazo-Durn M, Zann-Moreno V., Vinuesa-Silva I. Implicaciones de los cidos

    grasos en la salud ocular. Archivos de la Sociedad Espaola de Oftalmologa v.83

    n.7 Madrid jul. 2008

    Nez A. Terapia antioxidante, estrs oxidativo y productos antioxidantes: retos y

    oportunidades. Revista Cubana de Salud Pblica 2011;37(Supl):644-660

    Ramrez M., Mendoza J., Arreola R., Ordaz C. Flavonoides con actividad

    antiprotozoaria. Revista Mexicana de ciencias farmacuticas. Volumen 41, Nmero

    1 Enero - Marzo 2010

    Bibliografa alternativa:

    Audesirk. T. el. al. (2008). Biologa, la vida en la Tierra (8a Ed.). Mxico: Prentice

    Hall.

    Solomon. E., et.al. (2008). Biologa. Octava Edicin. McGraw-Hill. Mxico

    Curtis S., Barnes M. 2007. Biologa. 7 edicin. Panamericana. Mxico

    Raven, P.(1992). et.Al. Biologa de las plantas. Editorial Revert. Vol. 2. Espaa.

    773 pp.

    Campbell, N. et.Al.(2007). Biologa. Panamericana.