Diferencia entre revisiones de «Flavonoide»

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Las vías biosintéticas básicas fueron dilucidadas a través de la cuidadosa identificación y caracterización de numerosas [[enzimas]] que intervienen en la biosíntesis. En esta etapa de la investigación, se aprovechó la utilidad de muchos tejidos de plantas que poseían la característica de poseer enzimas de la síntesis de flavonoides en grandes cantidades y que podían ser aisladas con facilidad. Ejemplos de trabajos de este tipo son las células irradiadas de perejil rizado (''Petroselinum hortense'') de las que se aisló la [[chalcona sintasa]] (Kreuzaler ''et al.'' 1979<ref>Kreuzaler F, Ragg H, Heller W, Tesch R, Witt I, Hammer D, Hahlbrock K. "Flavanone synthase from ''Petroselinum hortense''. Molecular weight, subunit composition, size of messenger RNA, and absence of pantetheinyl residue." ''Eur J Biochem.'' 1979 99(1): 89–96. (resumen [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Retrieve&list_uids=114396 aquí])</ref>); los cultivos en suspensión de células de semillas de soja (''Glycine max'') y poroto (''Phaseolus vulgaris'') de los que se aisló la [[chalcona isomerasa]] (Moustafa y Wong 1967<ref>Moustafa, E. y Wong, E. 1967. "Purification and properties of chalcone-flavonone isomerase from soya bean seed." ''Phytochemistry'' 6: 625-632.</ref> Dixon ''et al.'' 1982,<ref>Dixon RA, Dey PM, Whitehead IM. 1982. "Purification and properties of chalcone isomerase from cell suspension cultures of ''Phaseolus vulgaris''". ''Biochim. Biophys.'' Acta 715: 25-33.</ref>); y las flores de ''Matthiola incana'', petunia (''Petunia hybrida''), y ''Dianthus caryophyllus'', de las que se aisló la [[flavanona 3-hidroxilasa]], la [[flavonol sintasa]], la [[flavonoide 3'-hidroxilasa]], y la [[dihidroflavonol reductasa]] (Forkmann ''et al.'' 1980<ref>Forkmann, G., Heller, W. y Grisebach, H. "Anthocyanin biosynthesis in flowers of ''Matthiola incana'' flavanone 3- and flavonoid 3'-hydroxylases." ''Z. Naturforsch.'' 35: 691-695</ref> Spribille y Forkmann 1984,<ref>Spribille, R. y Forkmann, G. 1984. "Conversion of dihydroflavonols to flavonols with enzyme extracts from flower buds of ''Matthiola incana''". ''Z. Naturforsch''. 39: 714-719.</ref> Britsch y Grisebach 1986,<ref>Britsch L y Grisebach H. 1986. "Purification and characterization of (2S)-flavanone 3-hydroxylase from ''Petunia hybrida''". ''European Journal of Biochemistry'' 156: 569-577</ref> Stich ''et al.'' 1992,<ref>Stich K, Eidenberger T, Wurst F, Forkmann G. 1992. "Enzymatic conversion of dihydroflavonols to flavan-3,4-diols using flower extracts of ''Dianthus caryophyllus'' L.(Carnation)". ''Planta'' 187: 103–108.</ref>). Estos experimentos dejaron al descubierto que las reacciones químicas que mediaban en la biosíntesis de flavonoides en plantas eran una red compleja, y propulsaron los esfuerzos para aislar los correspondientes genes que codificaban para las enzimas descubiertas.<ref name="Winkel-Shirley 2001b" />
 
Históricamente la clonación de genes de la vía de los flavonoides muestra que a mayoría de los genes que codifican para enzimas de la vía principal fueron primero aislados por vías bioquímicas, por ejemplo, por información extraída directamente de las características de la enzima, o el uso de anticuerpos usando como antígeno a la enzima purificada. También fueron útiles los mutantes que resultaban de la inserción de elementos transponibles en los genes implicados en la vía biosintética (procedimiento llamado "etiquetado por transposones" utilizado por primera vez en la historia de la ciencia por Federoff ''et al.'' en 1984<ref>Federoff, N. V., Furtek, D. B. y Nelson, O. E. "Cloning of the Bronze Locus in Maize by a Simple and Generalizable Procedure Using the Transposable Controlling Element Activator (Ac)" ''Proc. natn. Acad. Sci. U.S.A.'' 81: 3825−3829. (resumen y pdf [http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/81/12/3825 aquí])</ref> con el que descubrió el gen que codificaba para una enzima de la vía de los flavonoides). La clonación de genes de la vía de la biosíntesis se hizo mayormente en maíz y petunia, con pocos aportes de otras plantas. La vía de los isoflavonoides, que está presente en las legumbres, fue estudiada recientemente en soja y alfalfa (''Medicago sativa''), si bien los resultados fueron principalmente basados en aproximaciones bioquímicas. ''Arabidopsis'' apareció un poco tarde en la escena de identificación de genes, y fueron útiles principalmente los mutantes, ya que se encontraron mutantes de ''Arabidopsis'' de la mayor parte de los genes implicados en la vía biosintética de los flavonoides. El uso de ''Arabidopsis'' está llenando vacíos de conocimiento, por ejemplo recientemente se identificó un gen que puede estar implicado en la síntesis de [[taninos condensados]] (Devic ''et al.'' 1999.<ref>Devic M, J Guilleminot, I Debeaujon, N Bechtold, E Bensaude, M Koornneef, G Pelletier, M Delseny. 1999. "The BANYULS gene encodes a DFR-like protein and is a marker of early seed coat development" ''The Plant Journal'' 19 (4), 387–398. (resumen y pdf [http://www.blackwell-synergy.com/links/doi/10.1046/j.1365-313X.1999.00529.x aquí])</ref>). Al insertar genes de maíz en los mutantes de ''Arabidopsis'' se ha comprobado que las enzimas de la vía biosintética de los flavonoides se han conservado en su función en distancias evolutivas enormes (Dong ''et al.'' 2001<ref name="Dong et al. 2001">X Dong, EL Braun, E Grotewold. 2001. "Functional Conservation of Plant Secondary Metabolic Enzymes Revealed by Complementation of ''Arabidopsis'' Flavonoid Mutants with Maize Genes". ''Plant Physiology'' 127: 46-57 (resumen y pdf [http://intl.plantphysiol.org/cgi/content/abstract/127/1/46 aquí]).</ref>). Los [[Etiquetado de Transposones|etiquetados por transposón]] y por T-DNA en maíz, petunia y ''Arabidopsis'' también proveen información largamente esperada sobre los genes envueltos en el transporte de flavonoides del sitio de síntesis en el citoplasma hasta la vacuola (Marrs ''et al.'' 1995, Alfenito ''et al.'' 1998, Debeaujon ''et al.'' 2001).
 
La identificación de genes que codifican para factores reguladores es más reciente, y se basó casi exclusivamente en el etiquetado de transposones primero, y el etiquetado de T-DNA después. Esto es debido principalmente a que las proteínas reguladoras no se acumulan en cantidades importantes en ningún tejido, como sí lo hacen las de biosíntesis, por lo tanto no son fáciles de realizar las aproximaciones de tipo bioquímico con ellas. También hubo problemas al hacer homologías entre especies, porque se han encontrado secuencias altamente conservadas entre factores de transcripción (por ejemplo los dominios bHLH y myb). Pero una vez se desarrolló el etiquetado por transposones, rápidamente se aislaron los factores reguladores de biosíntesis de flavonoides en maíz, petunia y boca de dragón (''Antirrhinum majus''). Factores reguladores adicionales fueron aislados posteriormente en ''Arabidopsis'' por clonado posicional ("positional cloning") y etiquetado de T-DNA. Una aproximación diferente fue realizada aislando los factores de transcripción del perejil a través de South-western y ''screening'' de doble híbrido ("two-hybrid screening", Weisshaar ''et al.'' 1991, Rügner ''et al.'' 2001). El uso de plantas transgénicas para identificar y caracterizar los factores de regulación han encontrado algunas similitudes, pero también importantes diferencias, en los mecanismos por los que la vía de los flavonoides es regulada en diferentes especies de plantas (Lloyd ''et al.'' 1992, Quattrocchio ''et al.'' 1998, Uimari y Strommer 1998, Bradley ''et al.'' 1999).
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