Las moléculas de alcaloides protegen a las plantas de las infecciones bacterianas.

Introducción

Tan omnipresentes como las criaturas visibles en cada rincón y grieta de nuestro planeta son las amenazas invisibles que enfrentan en forma de microbios que pueden enfermarlos o matarlos.

Los organismos defensores, por su parte, han desarrollado la capacidad de producir una variedad de compuestos químicos que combaten tales ataques. Entre estos compuestos se encuentra una categoría de moléculas conocidas como alcaloides de tetrahidro-β-carbolina (THβC). Estas moléculas pequeñas pero poderosas hacen que las bacterias se autodestruyan al interrumpir su capacidad para protegerse de formas perjudiciales de oxígeno.

En las plantas, algunos alcaloides THβC tienen un impacto particularmente poderoso en las bacterias.

La estrategia

Una amplia variedad de plantas, incluidas muchas de las frutas y verduras que consumimos, producen alcaloides THβC. Lo hacen combinando s y para formar una estructura básica de "columna vertebral" y agregar accesorios moleculares que cumplen diferentes funciones, de la misma manera que una aspiradora podría tener un cepillo para limpiar la tela o una herramienta para grietas para llegar a espacios reducidos. Los científicos han descubierto que varios miembros de este grupo de compuestos tienen impactos beneficiosos, como la lucha contra los tumores y la reducción de la inflamación, además de brindar protección contra los organismos que causan enfermedades.

Los alcaloides THβC comparten una estructura básica común que consta de moléculas de carbono, hidrógeno y nitrógeno dispuestas en tres anillos. Diferentes especies usan diferentes formas de THβC para diferentes propósitos, dependiendo de sus necesidades.

En las plantas, algunos alcaloides THβC tienen un impacto particularmente poderoso en las bacterias. Cuando los microbios rompen las barreras celulares de una planta, la planta envía una señal a los alcaloides THβC para que abandonen su cuartel general, muy probablemente una sala de almacenamiento dentro de las células llamada vacuola, y ataquen a los invasores.

Aunque los mecanismos exactos no están claros, los científicos han planteado la hipótesis de que los alcaloides THβC funcionan en parte al descarrilar los mecanismos de defensa de oxígeno de las células, aumentando la concentración de especies reactivas de oxígeno (ROS) dentro de los microbios. Las ROS son moléculas que incluyen un átomo de oxígeno que reacciona fácilmente con otras moléculas. Las ROS ocurren naturalmente en las células y son esenciales para el funcionamiento celular adecuado, pero a niveles elevados, el oxígeno altamente reactivo puede dañar las moléculas de ADN y alterar los procesos celulares esenciales, lo que lleva a la muerte de la célula.

Las posibilidades

El uso de alcaloides THβC para combatir ciertas enfermedades, especialmente en frutas y verduras, abre la puerta a enormes oportunidades para elaborar nuevos compuestos que se pueden aplicar a las plantas para prevenir o tratar enfermedades. Esto podría ser útil en la lucha contra las enfermedades bacterianas en las plantas de valor económico, incluidos los cultivos de alimentos, fibras y combustibles. Esto sería particularmente útil ya que la carrera armamentista entre bacterias y plantas empuja a las bacterias a desarrollar resistencia a los compuestos antimicóticos y antibacterianos existentes.

tetrahydro-β-carboline molecular structure
Imagen: Edgar181 / Wikimedia Commons / Dominio público - Sin restricciones

La estructura de la columna vertebral de tetrahidro-β-carbolina puede tomar varios "accesorios" que ayudan a proteger una planta de las bacterias.

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Última actualización 27 de julio de 2021