Respuestas bioquímicas

1. ¿Cuál es la respuesta bioquímica de las plantas frente a esa situación? Positiva y negativa

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La inundación limita la concentración de oxígeno en el entorno de la planta, lo que ocasiona un estrés energético al impedir la obtención de energía de los carbohidratos por medio del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y la fosforilación oxidativa, por lo que las plantas pueden cambiar su metabolismo de respiración aeróbica a la vía de la fermentación, como un mecanismo adaptativo a la carencia de oxígeno.

Sin embargo, la cantidad de ATP generada durante la fermentación es de 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa, producidas por fosforilación de substrato, mientras que durante la fosforilación oxidativa se producen 32 moléculas de ATP. Dada la baja eficiencia de generación de energía por la fermentación, es necesario un incremento en la tasa de la glicolisis para producir el ATP que necesita la célula para sobrevivir, contribuyendo a mejorar el estado energético de la planta y el uso eficiente de los carbohidratos para la producción de energía

Dado que la fermentación utiliza la glucosa como sustrato, un adecuado suministro de azúcares fermentables, un aumento en la degradación de almidón o el almacenamiento de carbohidratos como azúcares simples, puede ser un mecanismo importante para sobrevivir a las condiciones de anegamiento.

1. Tipos de adaptaciones

Después del ajuste metabólico, la planta genera cambios morfológicos internos para sobrevivir bajo largos periodos de hipoxia, por lo que se han descrito dos mecanismos para administrar las reservas de carbohidratos bajo el estrés por inundación.

1. El primer mecanismo funciona limitando el uso de las reservas de carbohidratos (tanto almidón como sacarosa y otros azúcares libres) a un mínimo para mantener las funciones vitales más esenciales. Esto ocasiona que la planta detenga su elongación, retrase su floración, y permanezca en un estado de pausa en espera de que la inundación desaparezca para entonces reiniciar el crecimiento.

1. El segundo mecanismo consiste en movilizar las reservas de carbohidratos y dirigir el flujo energético hacia la elongación de la parte aérea para escapar (lo más rápido posible) de la inundación, al exponer las hojas al aire y facilitar la difusión del oxígeno.

1. Ejemplos de una respuesta bioquímica de una planta

Ante el estrés por hipoxia la célula vegetal limita la síntesis proteica, salvo la de un conjunto de enzimas y factores de transcripción llamados originalmente "péptidos anaeróbicos" conocidos como Genes Centrales de Hipoxia (GCH), son un conjunto de factores de transcripción, transductores, chaperonas, hemoglobinas, proteínas de identidad desconocida (50 % de los inducidos por el estrés) y enzimas del metabolismo fermentativo.

La presencia de las proteínas codificadas por los GCH durante el estrés se debe a que se induce su transcripción, aumenta su reclutamiento en el ribosoma para su traducción y disminuye su representación en gránulos que excluyen de la traducción a la mayoría de los mensajeros de ARN no necesarios para sobrevivir. Las proteínas GCH permiten que la célula cambie de la respiración oxidativa mitocondrial al metabolismo anaeróbico para obtener ATP y NAD+ vía el glicólisis y la fermentación, no obstante estos esfuerzos metabólicos dirigidos para aumentar la supervivencia, cuando el estrés es muy prolongado (días), los carbohidratos de reserva se utilizan completamente, lo que ocasiona la muerte celular por una deficiencia energética irreversible.

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