Plantilla articulo Tensión de metales pesados y algunos mecanismos de respuesta de defensa vegetal

Ortiz, Emmanuel., Apellido, Nombre2 y Apellido, Nombre3.

Univerdisas distrital francisco jose de caldas

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Tensión de metales pesados y algunos mecanismos de respuesta de defensa vegetal

Resumen—Sin precedentes la bioacumulación y biomagnificación de metales pesados (HMs) en el medio ambiente se han convertido en un dilema para todos los organismos vivos incluyendo las plantas. HMs en niveles tóxicos tienen la capacidad de interactuar con varias biomoléculas celulares vitales como las proteínas nucleares y ADN, conduce a excesiva aumento de especies reactivas del oxígeno (ROS). Esto infligiría graves anomalías morfológicas, metabólicas y fisiológicas en las plantas que van desde la clorosis de la peroxidación de los brotes hasta la de los lípidos y la degradación de las proteínas. En respuesta, las plantas están equipadas con un repertorio de mecanismos para contrarrestar la toxicidad de metales pesados ​​(HM).

Los elementos clave de estos son quelantes de metales mediante la formación de complejos metálicos de fitoquelatinas (PC) o metalotioneínas (MT) a nivel intra e intercelular, que es seguido por la eliminación de iones HM de sitios sensibles o secuestro vacuolar del complejo ligando-metal.

Los compuestos no enzimáticamente sintetizados como la prolina (Pro) son capaces de fortalecer la capacidad de detoxificación del metal de las enzimas antioxidantes intracelulares. Otro componente aditivo importante del sistema de defensa de las plantas es la asociación simbiótica con los hongos micorrízicos arbusculares (AM). AM puede inmovilizar eficazmente HM y reducir su absorción por las plantas huésped mediante la unión de iones metálicos a la pared celular de la hifa y la excreción de varias biomoléculas extracelulares. Además, los hongos AM pueden mejorar las actividades de la maquinaria de defensa antioxidante de las plantas.

Índice de Términos—biorremedacion, bioacumulacion , micorrizas

1. INTRODUCCIÓN

Se definen como “metales pesados” aquellos elementos químicos que presentan una densidad igual o superior a 5 g cm-3 cuando están en forma elemental, o cuyo número atómico es superior a 20 (excluyendo a los metales alcalinos y alcalinotérreos).

Su presencia en la corteza terrestre es inferior al 0,1% y casi siempre menor del 0,01%. No obstante, en primer lugar, conviene clarificar que el término “metales pesados” es impreciso. En verdad se pretende indicar con este término aquellos metales que, siendo elementos pesados, son “tóxicos” para la célula. Sin embargo en realidad cualquier elemento que a priori es beneficioso para la célula, en concentraciones excesivas puede llegar a ser tóxico. Por tanto se seguirá manteniendo el término “metales pesados” para definir dichos elementos.

1. efectos de los metales pesados sobre las plantas

Níquel (Ni)

El Ni es un micronutriente requerido por las plantas superiores e inferiores en cantidades muy pequeñas [83], pero se considera que su fitotoxicidad es más importante que su escasez [84]. El Ni tiene varios estados oxidativos pero su estado divalente (Ni2 +) es el tipo más estable en el medio ambiente y en los sistemas biológicos [85]. Aunque el papel de Ni en los procesos metabólicos de las plantas no se ha identificado tan ampliamente como otros elementos como Mn o Cu, es un factor clave en la activación de la enzima ureasa, que es necesaria para el metabolismo del nitrógeno [86]. Además, desempeña un papel en la germinación de la semilla y la absorción de hierro [85]. Por favor verifique con su editor para someter su manuscrito por copia impresa o electrónicamente a revisión. Si la copia impresa, somete fotocopias tal que sólo una columna aparece por la página. Esto le dará lugar suficiente a sus árbitros para que escriban comentarios. Envíe el número de copias especificado por su editor (típicamente cuatro). Si sometió electrónicamente, averigüe si su editor prefiere las sumisiones en el disco o como conexión de correo electrónico.

Cobre (Cu)

El Cu es un micronutriente esencial que participa en muchas funciones fisiológicas vitales de las plantas, que actúa como catalizador de la reacción redox en las mitocondrias, los cloroplastos y el citoplasma de las células [101] o como un transportador de electrones durante la respiración de las plantas [102]. Sin embargo, el Cu se vuelve tóxico cuando su concentración en el tejido de las plantas se eleva por encima de los niveles óptimos [103]. El Cu existe en muchos estados de los suelos, pero es absorbido principalmente por las plantas en forma de Cu2 + [104]. La concentración de cobre en el suelo suele oscilar entre 2 y 250 μg · g-1 y las plantas sanas pueden absorber 20-30 μg · g-1 DW [105]. Pero la disponibilidad de cobre depende en gran medida del pH del suelo y su fitodisponibilidad aumenta con la disminución del pH [106]. Además, la absorción de Cu por las plantas y su toxicidad dependen del estado nutricional de la planta, la concentración de Cu2 + en el suelo, la duración de la exposición y el genotipo de una especie [107]. Una plétora de estudios de investigación como [106] en hierba de Rhodes (Chloris gayana Knuth), [108] en clavo de olor (Syzygium aromaticum L.), [109] en pepino (Cucumis sativus) y [110] en algunas especies de Eucalyptus indican ese cobre tiene una propensión a la acumulación en los tejidos de la raíz con poco movimiento hacia arriba hacia los brotes. Por lo tanto, la caracterización inicial de la toxicidad de Cu es el obstáculo para la elongación y el crecimiento de la raíz [111]. Los síntomas posteriores incluyen clorosis, necrosis y decoloración de la hoja [102].

Zinc (Zn)

El Zn es un metal traza esencial que, a pesar de no tener actividad redox, está particularmente involucrado en muchos eventos fisiológicos vitales en las plantas [120]. El zinc es un componente indispensable de las proteínas especiales conocidas como dedos de zinc que se unen al ADN y al ARN y contribuyen a su regulación y estabilización [121]. Además, es un constituyente de diversas enzimas, por ejemplo, oxidorreductasas, transferasas e hidrolasas [114], así como de ribosomas [122], y desempeña un papel en la formación de carbohidratos y el crecimiento de la clorofila y la raíz [123].

1. Última Fase

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