Giberelina

Secciones

Definición de giberelina

La giberelina es un tipo de hormona vegetal y fúngica. Si bien su papel en el desarrollo de los hongos no se comprende tan claramente, se ha estudiado ampliamente en plantas. La giberelina es uno de los 5 grupos principales de hormonas vegetales, los otros son auxinas, citoquininas, etileno y ácido abscísico.

La giberelina fue purificada e identificada originalmente por científicos japoneses que estudiaban una enfermedad fúngica del arroz en la década de 1930. A finales de la década, habían extraído giberelina del hongo que atacaba los cultivos de arroz. Al aplicar la solución de giberelina extraída a cultivos sanos, notaron que tenía el mismo efecto. Pruebas adicionales en los Estados Unidos en los años 40 y 50 revelaron muchas más funciones de la giberelina. La giberelina tiene la capacidad de superar la latencia de las semillas, extender la longitud de las células y fomentar la división, e incluso tiene funciones hormonales y de señalización en los procesos de fructificación y senescencia.

Función de giberelina

Germinación de semilla

Una semilla inactiva está seca y, por lo tanto, puede ocurrir poca o ninguna actividad metabólica. Esto permite que una semilla permanezca inactiva durante un período de tiempo prolongado. La mayoría de las semillas, al sobrevivir al invierno, están expuestas a la lluvia en primavera. Esta agua satura la semilla y permite que se reanuden los procesos metabólicos. La giberelina es una hormona esencial en este proceso.

A medida que el embrión comienza a crecer, necesita acceso a más energía. El embrión libera moléculas de giberelina, que se abren paso hacia la capa de aleurona, que rodea el endospermo. El endospermo es una gran masa de células que almacena almidón, grasas y proteínas para el embrión en desarrollo. La capa de aleurona, al recibir la señal de las moléculas de giberelina, comienza a producir enzimas para digerir el endospermo y proporcionar nutrientes al embrión en crecimiento.

Las moléculas de giberelina actúan sobre varias vías, la mayoría de las cuales aumentan la transcripción del ADN de ciertos genes que producen las enzimas necesarias. La capa de aleurona libera enzimas amilasa, que convertirán las moléculas de almidón en glucosa. La glucosa es la principal fuente de energía del embrión en crecimiento y aún no ha brotado, por lo que no puede producir glucosa mediante la fotosíntesis. Las moléculas de giberelina también estimulan la producción y liberación de proteasas, diseñadas para descomponer proteínas en aminoácidos y lipasas, que descomponen moléculas lipídicas como grasas y aceites. Juntas, estas enzimas digieren el endospermo y permiten que el embrión crezca rápidamente.

Elongación del vástago y otras funciones

Una vez que una planta ha brotado más allá de la superficie del suelo, el endospermo desaparece hace mucho tiempo. La planta ahora debe depender de la fotosíntesis como alimento. Sin embargo, el papel de la giberelina no se detiene en la semilla. La giberelina es responsable de muchos aspectos del desarrollo de las plantas. Además, las plantas producen muchas formas de moléculas de giberelina, que actúan en diferentes partes de la planta. En la imagen de abajo, puede ver los efectos de una giberelina específica aplicada a una planta.

En el número 1, no se aplicó giberelina. A las plantas 2 y 3 se les aplicaron giberelinas, y la planta 3 recibió la dosis más alta. La giberelina aquí anima a las plantas a aumentar la longitud de su entrenudo, o la longitud entre sus hojas. En muchas plantas, la regulación de la giberelina es un proceso natural importante que regula su altura debido a este proceso. A nivel celular, la giberelina influye en el equilibrio de las proteínas. Al hacerlo, estimula el crecimiento y elongación celular en los tallos y entre los nodos.

En algunas especies de plantas, la giberelina participa en muchos más procesos. Estos incluyen floración, fructificación y senescencia, o la muerte natural de las hojas y otras partes de la planta. Curiosamente, muchos genes que regulan y ajustan los niveles de giberelina están influenciados por la temperatura. Por lo tanto, cuando la temperatura cambia durante el cambio estacional, las plantas reaccionan a esto a medida que cambian los niveles de giberelina. Esto inicia muchos procesos como la floración y la fructificación.

Las moléculas de giberelina están involucradas e interactúan con otras hormonas vegetales. El nivel de auxina, por ejemplo, está directamente relacionado con el nivel de giberelina, y los dos se complementan entre sí. El etileno, por otro lado, tiende a degradar los niveles de giberelina. Las plantas usan estas hormonas, que responden a diferentes entradas, para equilibrar y reaccionar a las entradas del medio ambiente. Estas entradas señalan diversas condiciones ambientales, que la planta desea aprovechar.

Estructura de giberelina

Las moléculas de giberelina de diferentes tipos se sintetizan en muchas partes diferentes de la planta. Actualmente, hay más de 100 moléculas de giberelina identificables de forma única. Estas moléculas se sintetizan en muchas células de la planta, pero tienden a concentrarse en las raíces. Esto es diferente de la auxina, que tiende a concentrarse en el ápice.

La giberelina es un diterpenoide, que es una molécula familiar y muy representada en bioquímica. Forma la base de moléculas como la vitamina A y la vitamina E. A continuación se muestra la giberelina A1, que fue la primera giberelina identificada.

Otras giberelinas tienen la misma estructura básica, pero tienen varios grupos laterales adjuntos. Estos grupos afectan dónde y cómo actúa la giberelina, que es la forma en que la giberelina puede tener funciones tan diversas y únicas en diferentes tejidos.

Usos de la giberelina comercialmente

Comercialmente, la giberelina se obtiene de hongos, no de plantas. Las plantas producen muy poca giberelina y son igualmente difíciles de cultivar en comparación con los hongos. La producción de hongos giberelina es activa en las plantas y puede hacer que germinen a partir de semillas o aumenten la longitud de los entrenudos. Si bien todavía no son comercialmente rentables en todas las plantas, los tratamientos con giberelinas se utilizan en una variedad de alimentos para humanos.

Las uvas sin semillas, por ejemplo, tienen dificultades para volverse muy grandes sin el uso de tratamientos con giberelinas. Las moléculas de giberelina generalmente se rocían sobre las vides, donde aumentan la cantidad de agua y azúcar almacenada en cada fruta. Esto es ideal para viñedos y viticultores, que pueden aumentar significativamente su cosecha.

Curiosamente, otro uso de la giberelina es eliminarla de las plantas. El arroz semienano, una especie que crece rápida y eficientemente, se desarrolló seleccionando cepas en las que se borraron los códigos genéticos para producir moléculas de giberelina. Esto efectivamente hizo que las plantas fueran deficientes en giberelina y redujo significativamente su altura. Si bien esto puede parecer algo malo, el arroz en realidad crece mucho más rápido y produce la misma cantidad de arroz. Otros usos de la giberelina incluyen su uso en flores de pepino, donde promueve flores totalmente masculinas. Esto permite a los agricultores obtener el polen de una variedad deseable, para uso en hibridación con otras variedades. Una aplicación poco desarrollada pero interesante de la giberelina consiste en eliminar la necesidad de frío de las flores. Por lo general, se requiere una ola de frío para promover la producción de giberelinas en la planta. Al rociar la hormona directamente, se evita este proceso y las plantas ornamentales florecerán directamente.