Parte I: Herramientas Básicas Capítulo 10: Metabolómica

FERNANDO CARRARI, TELMA E. SCARPECI, LUCIANO A. ABRIATA, ALEJANDRO J. VILA Y ESTELA M. VALLE

Biotecnología y Mejoramiento vegetal II

Argenbio, Ediciones INTA

Lugar: Ciudad Autónoma de Buenos Aires; Año: 2010; p. 146 - 156

<!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:Calibri; panose-1:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-alt:"Century Gothic"; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:swiss; mso-font-format:other; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:3 0 0 0 1 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin-top:0cm; margin-right:0cm; margin-bottom:10.0pt; margin-left:0cm; text-indent:14.2pt; line-height:150%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:Calibri; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-font-family:Calibri; mso-ansi-language:ES-AR; mso-fareast-language:EN-US;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 3.0cm 70.85pt 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> Se conoce como metabolismo al conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células vivas, tejidos u organismos, mediante el cual estos participan del intercambio de materia y energía con su entorno. El origen de la palabra metabolismo procede del griego metabolé que significa cambio, transformación. En los sistemas biológicos los metabolismos se encuentran interconectados formando redes bioquímicas. En los últimos años y en esta era post-genómica, se ha acuñado el término “metaboloma”, para indicar la totalidad de los metabolitos que actúan en las redes metabólicas de un sistema biológico. Es decir, el metaboloma implica la identificación y cuantificación simultáneas de todos los metabolitos del material investigado. El metaboloma está conformado por dos tipos de compuestos: los metabolitos primarios y los secundarios. Los metabolitos primarios son compuestos que están involucrados en funciones básicas de la célula, como la respiración o la biosíntesis de aminoácidos. Todos los organismos comparten básicamente los mismos tipos de metabolitos primarios y en términos generales se puede decir que se trata de moléculas simples y de bajo peso molecular. En cambio, los metabolitos secundarios son específicos de la especie y muchos de ellos están implicados en la defensa de la planta contra estrés biótico (siendo los terpenos los más abundantes), en procesos de desarrollo específicos de la especie (hormonas) y en estrategias de atracción de polinizadores (pigmentos de las flores). En las plantas, se estima que el número total de metabolitos supera los 200.000. El análisis del metaboloma de un sistema biológico dado es conocido como metabolómica. Este término no siempre tiene el mismo significado, ya que la metabolómica es multifuncional y depende del diseño experimental y del objeto de estudio. En general, la metabolómica indica la totalidad de los patrones metabólicos de los sistemas biológicos, también conocidos como perfiles metabólicos. Como los metabolitos son el producto de reacciones enzimáticas, ellos brindarán información importante sobre las propiedades regulatorias o catalíticas de un producto génico dado. Los metabolitos presentes en un sistema biológico bajo condiciones específicas (estadíos de desarrollo, condiciones ambientales, modificaciones genéticas) se pueden analizar mediante el uso de técnicas cromatográficas de separación en distintas fases (gaseosa, líquida, de alta presión, etc) y de identificación mediante espectrometría  de alta resolución que han comenzado a establecerse recientemente en Argentina, como la espectrometría de masa (MS) gaseosa o líquida y técnicas espectroscópicas como la resonancia magnética nuclear (RMN). A su vez, el acoplamiento de los sistemas de separación con los de identificación mencionados más arriba permite la obtención de perfiles metabólicos de muestras complejas como por ejemplo, extractos crudos obtenidos de órganos fotosintéticos de plantas.