Metabolismo secundário

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Metabolismo secundário 
Metabolito – qualquer composto orgânico sintetizado pela célula. 
Metabolitos primários são encontrados em todas as plantas (ampla distribuição) e vão 
ter função em processos vitais para as plantas como por exemplo a nutrição, crescimento 
e desenvolvimento. Ex: açucares, aminoácidos, ácidos orgânicos nucleotídeos etc. 
Metabolitos secundários eles estão distribuídos diferencialmente em grupos 
taxonômicos, ou seja, não são todas as plantas que vão possuir. Eles não desempenham 
nenhuma função vital para a planta, não são essenciais porem quando estão presente 
maximizam a adaptação das plantas. Ex: relação das plantas aos estresses abióticos. E são 
divididos em três grupos. Podem ser os terpenos, compostos nitrogenados e os 
compostos fenólicos. 
Processos que resultam em metabolitos primários: Absorção de água, Fixação de 
Nitrogênio, respiração, fotossíntese, síntese de clorofilas, hormônios vegetais. 
Processos que resultam em metabolitos secundários: eram considerados lixos por muito 
tempo, são sintetizados a partir dos metabolitos primários. Eles são necessários para a 
defesa das plantas como por exemplo os herbívoros. São bastantes distintos e são 
agrupados em três classes, eles são tóxicos para a maioria dos animais e seres humanos, 
Ex: mandioca brava e taioba brava. 
Plantas cultivadas são muito mais sensíveis por que elas não possuem metabolitos 
secundários como as nativas. 
Os mecanismos de defesas podem ser divididos em dois grupos: 
Mecanismos de defesa constitutivos – já são naturalmente produzidos independentes de 
qualquer sinal ambiental. Já ocorre sempre independente do ambiente. Ex; cutículas, 
suberinas e as ceras. Possui um maior gasto energético independente se tem estresse ou 
não ela está sendo protegida. A cutina é altamente indigesto. 
Mecanismos de defesa indutiva – só vai ser produzida em resposta há um sinal pode ser 
interno ou externo. Ex: inibidores de amilases. A produção requer rapidez. 
Terpenos, compostos nitrogenados e os compostos fenólicos. Acetil-Coa é importante 
na síntese dos terpenos, o fosfoenolpiruvato vai ser importante na rota do ácido 
chiquímico. 
Terpenos 
Alguns são consideradas moléculas do metabolismo primários como os carotenoides, mas 
a grande maioria dos terpenos são metabolitos secundários. Terpenos são moléculas 
formadas por unidades isopremicas. Um isopreno possui 5C, essas unidades vao se ligar 
uma nas outras formando os terpenos. 
Monoterpeno – é formado por duas moléculas de isopremos; 
Diterpeno - é formado por quatro moléculas de isopremos; 
Tetraterpenos - é formado por oito moléculas de isopremo. 
Biossíntese dos terpenos pode acontecer por duas vias diferentes: pela via do 
Mevalonato (inicia-se com CoA) aqui o ácido mevalonico vai ser convertido em 
isopremo. 
Rota do metileritritol fosfato (inicia-se com piruvato). Aqui gliceraldeido 3 fosfato e 
piruvato pra forma os isopremos as enzimas vao se ligando até formar os terpenos. 
São moléculas importantes na defesa contra herbivoria. 
Metol e limodemo são responsáveis pelo cheiro da menta e pelo cheiro cítrico nas folhas 
de laranja e limões. Eles vão inibir a herbivoria das folhas. Nas folhas temos tricomas 
glânulares onde os terpenos ficam alojados. Quando os herbívoros comem essas folhas 
vão quebrar esses tricomas liberando os terpenos que vão reduzir a palatibilidade das 
folhas. 
Muitos tem atividades neurotoxicas que causam distúrbios e alguns atuam na ecdise que 
é a troca do ixoesqueleto dos animais precisa de um hormônio os fitoecdizona (terpenos) 
que são parecidos com esses hormônios vão substituir e impede que o animal faça essa 
troca acabando morrendo. 
Saponinas vão conseguir se introduzir na membrana plasmática criando poros limitando 
a capacidade seletiva; podem forma vesículas diminuindo a taxa de digestão e causando 
a hemólise (que é o rompimento das células sanguíneas). 
Compostos fenólicos 
São moléculas muito diversificada e possuem como características um anel aromático 
ligado a uma OH. Podem ser sintetizados por duas vias ou pela rota do ácido chiquimico 
que vai se iniciar com a fenilalanina (ponto de ramificação do metabolismo primário e 
secundario) e essa é a principal rota ou pela rota do ácido malonico e vai se iniciar com 
Acetil – Coa. 
Estão envolvidos na alelopatia capacidade que as plantas vão liberar substancias no solo 
e vão matar as plantas que estão ao redor. Acontece muito em plantas daninhas. A lignina 
é importante na defesa diminuindo a digestibilidade dos animais. 
A rota do ácido chiquimico não acontece em animais pois eles não conseguem sintetizar 
a fenilalanina, tirosina e o triptófano. A classe mais abundante de fenóis vem da 
fenilalanina que elimina uma molécula de amônia formando o ácido cinâmico essa reação 
é catalisada pela fenilalanina amonialise (PAL). 
Furanocumarians – sao compostos atóxicos ativados pela presença de luz na faixa 
ultravioleta, elas fotoativas vao se ligar a dupla hélice do DNA geralmente nas bases 
nitrogenadas e vão bloquear a transcrição e o reparo do DNA causando a morte da célula. 
Os Taninos repelem os herbívoros quando estão em alta concentração nas plantas pois 
eles vão dar um gosto desagradável. Frutos não maduros possuem uma grande quantidade 
de taninos o que os confere um gosto desagradável. Alguns animais se adaptaram aos 
taninos possuem em sua saliva alto teor de prolina que possui afinidade com os taninos 
que vai diminuir os efeitos tóxicos. 
Compostos Nitrogenados 
Os compostos nitrogenados são derivados de aminoácidos por isso possuem nitrogênio 
em suas estruturas. 
Alcaloides – são neurotoxinas 
 Cafeína 
 Nicotina 
 Cocaína 
Glicosídeos cianogênios – Cianeto. 
Os alcaloides são formados por lisinam tirosina e triptófano, o esqueleto de carbono 
apresentam compostos derivados da rota dos terpenos. Acredita que os alcaloides 
funcionam como defesa contra predadores em especial mamíferos devido sua toxidade. 
Algumas plantas liberam substancias voláteis que vão atrair os predadores dos herbívoros 
que estão os atacando. 
Os Glicosídeos cianogênios liberam o ácido cianídrico (HCN) veneno gasoso.HCN é 
liberado após reações de hidrolises. 
Acido jasmonico é um hormônio que vai ser capaz de aumentar á expressão genica de 
genes dos metabolitos secundários inibidores de proteases e lectinas. Vão induzir a defesa 
sistêmica e são transportados pelo floema e xilema para todo o corpo da planta. 
Algumas leguminosa sintetizam inibidores de alfa-amilase que inibe a digestão de amido. 
Outras produzem lectinas que vão se ligar aos carboidratos ou a glicoproteínas, elas vao 
se ligar as células do estomago interferindo na absorção de nutrientes. 
As inibidoras de proteases são as mais conhecidas elas vão bloquear a ação de enzimas 
nos herbívoros. Elas vão se ligar em enzimas como a tripsina e vão atrapalhar a digestão 
de proteínas. Os inibidores de proteases vão ser sintetizados após os ataques de herbivoria. 
 
Crescimento e desenvolvimento 
Os processos que permitem que uma única célula dentro de uma semente de origem a 
indivíduos as plantas é chamado de crescimento e desenvolvimento que possui algumas 
fases como a embriogenese, a germinação dessa semente, crescimento dessa plântula, 
reprodução, frutos e a senescência. O período de vida das plantas é completamente 
variados, esses processos fazem parte do crescimento e desenvolvimento. 
O crescimento é o crescimento da planta em sim, pode ocorrer o número de células ou 
aumentando o tamanho da célula individual, essas células vão receber sinais químicos e 
vão se diferenciar formando vários órgãos das plantas. 
Desenvolvimento é um processo complexopelo qual o tamanho, a composição e a 
organização dos organismos vão se alterar. Isso tudo é controlado por uma série de sinais 
internos e externos. As folhas e as raízes fazem parte da fase de crescimento 
vegetativo, flor e fruto da fase de crescimento reprodutivo. 
Vai começar na embriogenese com a formação do embrião dentro da semente, essa 
semente vai germina e planta vai passar por um período de crescimento vegetativo onde 
ela vai aumentar de tamanho (folhas, raízes e caules), após esse período sinais internos e 
externos vão desencadear o período reprodutivo com surgimento de folhas e frutos, 
comprimento do dia e quantidade de luz, os hormônios são sinais que vão ajudar nessa 
transição de vegetativo para reprodutivo. Período de cada fase vai depender das plantas. 
Todas as plantas têm crescimento indeterminado ou crescimento em aberto, ou seja, as 
plantas nunca param de crescer. Por que as plantas possuem crescimento indeterminado? 
Os meristemas são os responsáveis por esse crescimento indeterminado pois estão sempre 
adicionando células novas para a planta. 
Plantas espermatófitos são plantas que produzem sementes e são divididas em três partes: 
Embriogênese; Crescimento Vegetativo e Crescimento Reprodução. 
Embriogênese 
Começa na fecundação terminando com a formação do embrião maduro, o embrião que 
foi formado ele vai germinar e vai crescer até determinado ponto até que os sinais internos 
e externos vão desencadear a fase reprodutiva nessa etapa os meristemas florais vão se 
tornar ativos. Gametas masculinos estão no grão de pólen e os gametas femininos no 
ovário. Esse gameta masculino cai no estigma e ele germina formando um tubo polimico 
e que vai entrar no saco embrionários. Dois gametas vão entrar no saco embrionário um 
vai se fundir com a oosfera dando origem ao embrião o outro gameta masculino vai se 
fundir com os núcleos polares formando uma estrutura 3n (triplóide) ela vai se 
desenvolver e vai servir de alimento para o embrião é chamado de endosperma e o 
tegumento externo ao saco embrionário vai endurecer formando o tegumento da 
semente. 
Então a embriogenese acontece quando o gameta masculino se funde ao gameta 
feminino formando um embrião que vai estar protegido pelo tegumento e possui uma 
reserva. 
Durante a embriogenese acontece uma série de processos que vai permitir estabelecer a 
arquitetura da planta. São a morfogênese (processo pelo qual o zigoto como forma uma 
nova característica), agamogênese (início da formação dos órgãos das folhas e da 
radícula) e a histogênese (formação dos tecidos, epiderme, parênquima, colênquima). A 
embriogenese é diferente entre monocotiledôneas e eudicotiledôneas. 
É mais importante aquilo que todas possuem em comum que é o cada da polaridade (polos 
diferentes), ou seja, extremidades diferentes que é estabelecida na primeira divisão do 
zigoto e vai determinar a disposição dos tecidos. A parte aérea e diferente da parte 
radicular. 
A polaridade pode ser dividida em um eixo vertical (polaridade axial do meristema apical 
do caule até o meristema apical da raiz, Polo apical e Polo basal) e um eixo horizontal 
(que vai do centro da planta até o interior ou lados). 
 Eixo apical basal. 
Determinado pelo meristema apical radicular e o meristema apical caulinar. Vão se 
manter ao longo do corpo da planta mantendo a polarização e é garantida graças a auxina. 
 Eixo Radial 
Formado do centro para a periferia – protoderme – epiderme/ procâmbio – tecidos 
vasculares/ Meristemas fundamentais – tecidos fundamentais. 
A posição das células é que vai determinar se os genes vão estar ativos ou inativos. 
 Meristema apical caulinar – folhas, caule e galhos 
 Meristema apical radicular – raízes. 
Meristemas é um grupo de células indiferenciadas que vao sendo recrutadas formando 
tecidos diferentes, mantendo sua capacidade de divisão podendo forma o que estiver 
faltando na célula. 
Controle da expressão do gene Wuschel (Wus) 
Controle do gene wus que vai envolver mais três genes a Clavata1; Clavata2 e a Clavata3. 
O Gene WUS ele estimula a divisão celular estimula o meristema, os genes clavata vão 
estar envolvidos na repressão do gene wus. Clavata1e Clavata2 estão sempre sendo 
expressos dentro da célula e vão codificar duas unidades de receptores de membrana, as 
proteínas codificados Clavata1e Clavata2 se unem para formar um receptor esse receptor 
reconhece o clavata3 ele é expresso em determinada situações. 
O Gene wus estimula a divisão celular porem ele estimula a expressão do gene Clavata3 
que vai codificar uma proteína chamada Clavata3. Clavata1e Clavata2 vão codificar um 
receptor de membrana que já estava sendo expresso. Quando Clavata3 está sendo 
produzido ele vai se ligar a esse receptor que foi produzido por Clavata1e Clavata2 e isso 
vai causar a fosforilação do receptor que vai iniciar uma cascata de sinalização dentro da 
célula que vai resultar na inibição do gene wus de forma que vai inibir a divisão celular e 
ai Clavata3 vai diminuir, quando Clavata3 for degradado o gene wus começa ser 
reproduzido de novo. É um circuito que a gente chama de retroalimentação que vai 
impedir que o meristema cresça demais. 
Desenvolvimento Vegetativo e Reprodutivo 
Desenvolvimento vegetativo começa com a germinação de início ele é mantido graças a 
mobilização de reservas, ou seja, a planta vai quebrar as reservas da semente o 
endosperma. No entanto vai ser chegado um momento que as reservas não vão mais ser 
suficientes e a plântula vai precisa realizar a fotossíntese. Para que a planta consiga fazer 
fotossíntese é necessário que ocorra a fotomorfogênese que é um processo que vai 
resultar na formação de determinadas estruturas graças a presença da luz. Ex: plastídios 
que só vão se desenvolver na presença de luz e a clorofila também, sem luz não há síntese 
de clorofila. Depois disso a planta vai crescer. 
A fotomorfogênese é importante para o desenvolvimento inicial das plantas que estão 
germinando. Plantas que germinam no escuro são chamadas de estioladas são brancas, 
são alongadas e os cotiledones são todos virados. 
 
As respostas das fotomorfogênese são muito rápidas com alguns fleches de luz ela 
consegue produzir clorofila, a fotomorfogênese é um processo em que a luz vai atua como 
sinal que induz mudanças no desenvolvimento da planta. É um processo rápido complexo 
e que não demanda muito tempo. 
O fitocromo é um pigmento responsável pela a fotomorfogênese absorve luz vermelha. 
Ele pode ocorrer nas plantas de duas formas, na forma PR (inativa) e na forma Pfr (ativa). 
Então quando PR absorve luz vermelha ela é convertida á Pfr. Quando Pfr absorve luz 
vermelha distante ela é convertida a PR. A quantidade de luz vermelha e luz vermelha 
distante vai determinar o grau de ativação do fitocromo. Muitas respostas são 
fotoreversiveis mas nem todas vao ser fotoreversiveis. 
Estrutura molecular ele altera a sua conformação quando absorve a luz vermelha. Quando 
ele fica ativo determinadas sequencias 
que antes ficava inativa agora se torna 
disponível para outros componentes são 
as sequencias de localização nuclear, 
ou seja, uma sequência de aminoácidos 
que vai indicar que o fitocromo está no 
local errado. E o fitocromo vai ser 
carregado para o núcleo e lá ele vai 
alterar a expressão genica levando a 
formação de clorofila, germinação de 
sementes e síntese de plastídios.