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    EQ5Actividad Antioxidante de Pigmentos Vegetales

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    Instituto Politécnico Nacional

    Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

    Biotecnología Vegetal

    Informe de práctica;
    Actividad antioxidante de pigmentos vegetales

    Equipo 5
    Basave Dominguez Janai
    Dominguez Gálvez Isidro Sebastián
    Olea Ruiz Yeredb Israel

    4QV2
    Introducción

    Los pigmentos vegetales, como los flavonoides, carotenoides y antocianinas,


    presentes en casi todas las plantas y en todas sus partes, sobre todo en flores y
    frutos, además de las características colorantes, los antocianos poseen potente
    propiedad antioxidante debido a su capacidad para neutralizar los radicales libres,
    que son moléculas inestables que pueden dañar las células del cuerpo, en los seres
    vivos se producen continuamente, durante su metabolismo fisiológico, reacciones
    bioquímicas con producción de radicales libres. Estos pigmentos se encuentran en
    frutas, verduras y otras plantas, y se ha demostrado que su consumo regular está
    asociado con una reducción del riesgo de enfermedades crónicas como
    enfermedades cardíacas, cáncer y diabetes.

    Procesos oxidativos que pueden poner en peligro la integridad celular.

    El conjunto de radicales libres que tienen la capacidad de producir daños oxidativos


    se les denomina Especies Reactivas del Oxígeno (ROS, según las siglas inglesas
    de reactive oxygen species ). Uno de los mecanismos a través del cual los
    organismos toleran la presencia de contaminantes, es la activación de sistemas de
    defensa que suprimen o eliminan especies reactivas de oxígeno (ERO). La
    producción celular de ERO es estimulada en respuesta a desbalances metabólicos
    generados por una condición de estrés que rompe la homeostasis celular (Mittler,
    2002; Meyer, 2008), modifica el equilibrio entre la producción y la eliminación de
    ERO e induce un fenómeno conocido como estrés oxidativo.

    En las plantas, las ERO se producen en varios compartimentos celulares,


    principalmente en cloroplastos y mitocondrias, a través de la fuga de e~ de las
    cadenas transportadoras al O2. Los cloroplastos son los principales productores
    de lOi en el fotosistema II y de ·O-2 en el fotosistema I. La respiración mitocondrial
    también produce cantidades importantes de ·O-2. En el apoplasto, la actividad de
    oxidasas y peroxidasas es la principal fuente de ·O-2, mientras que en los
    peroxisomas la fotorespiración genera H2O2.
    Producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) durante la reducción de
    oxígeno molecular (O2)

    En las células vegetales, los antioxidantes más importantes que regulan la


    homeostasis de ERO son el ascorbato (ASC) y el glutatión (GSH), además de
    taninos, flavonoides, α-tocoferol, carotenoides y precursores de la lignina. Estas
    moléculas actúan como una red que, a través de una serie de reacciones redox,
    evita el daño por ERO. Los carotenoides y flavonoides neutralizan ERO como H2O2,
    ·OH y 1O2. El α-tocoferol es el principal antioxidante liposoluble en las membranas
    fotosinteticas, donde elimina 1O2 y protege los lípidos contra peroxidación. El ASC
    es el más abundante y poderoso antioxidante hidrosoluble que protege las
    membranas mediante la reducción de la forma oxidada del a-tocoferol y por la
    eliminación directa de ·O2- y ·OH; es además sustrato de la APX, que cataliza la
    reducción de H2O2. El GSH se considera la defensa más importante contra ERO,
    además de estar involucrado en funciones vitales como el transporte y
    almacenamiento de azufre reducido, la protección contra metales tóxicos como
    precursor de fitoquelatinas y la detoxificación de xenobióticos a través de reacciones
    de conjugación por la glutatión-S-transferasa

    Las plantas poseen un complejo sistema enzimático antioxidante en diferentes


    compartimentos celulares. Se ha reportado que entre 1 y 2% del O2 consumido por
    estos organismos conduce a la formación del radical -O-. La superoxido dismutasa
    (SOD) es la unica enzima en las plantas que dismuta el ·O2- en H2O2 y O2. El
    H2O2 puede ser directamente catabolizado por catalasas (CAT) o, en presencia de
    sustratos reductores, por varios tipos de peroxidasas, en el ciclo ascorbatoglutatión

    Objetivo

    Determinar el efecto antioxidante en la germinación de semillas de ficobiliproteínas


    de una cianobacterias y antocianinos de plantas.

    Diagrama de flujo del procedimiento


    Resultados

    Figura 1. Semillas de lenteja en tratamientos oxidante/antioxidante. Siendo la caja de la izquierda el


    Testigo (-) que contiene solamente agua. Caja de en medio Testigo (+) la cual contiene ácido
    ascórbico, CuSO4 y finalmente la caja de la derecha siendo el Problema, conteniendo además
    solución de ficobiliproteínas.

    Figura 2. Resultado de la germinación de semillas de lenteja en tratamientos oxidante/antioxidante.


    Se muestra el crecimiento de la radícula, de manera descendente el Testigo (-), en medio Testigo (+)y
    finalmente Problema.
    Tabla 1. Resultados obtenidos de la radícula y aspectos de las semillas por el método de cruces,
    siendo “+++++” la mayor evaluación.

    Longitud Color Grosor %Germinación


    promedio
    Testigo (-) +++ +++ ++ ++
    Testigo (+) ++++ ++++ +++ ++++
    FBP¨s +++++ +++++ ++++ +++++

    Discusión

    En la caja 1. Testigo (-) se agregó únicamente agua a la caja Petri, proporcionando


    un ambiente húmedo para la germinación de las semillas, sin embargo, no
    agregamos ningún compuesto adicional, esta caja fue de utilidad como un control
    negativo para comparar los efectos de los tratamientos adicionales, en la figura 2
    podemos observar como el crecimiento de la radícula fue menor en proporción a los
    demás tratamientos, incluso el porcentaje de germinación fue menor, pues una de
    las semillas no logro germinar, esto indica que la ausencia de antioxidantes tiene un
    efecto negativo en la germinación o el crecimiento de las semillas. En las siguientes
    cajas, el Testigo (+) además de agua, se añadieron ácido ascórbico (vitamina C) y
    CuSO4 (sulfato de cobre), como se puede observar en la figura 2, la germinación de
    este tratamiento en comparación al anterior es mayor, mostrando un crecimiento
    saludable, lo cual es debido a los antioxidantes adicionales añadidos (ácido
    ascórbico y CuSO4) por su capacidad para neutralizar los radicales libres ,
    mostrando un efecto beneficioso en la germinación y el crecimiento de las semillas
    al protegerlas del estrés oxidativo, El ácido ascórbico es una molécula hidrosoluble
    que puede donar electrones fácilmente, lo que le permite neutralizar los radicales
    libres, además puede regenerar otros antioxidantes como la vitamina E, lo que
    aumenta aún más su efectividad y el CuSO4 actua como un cofactor para enzimas
    antioxidantes endógenas, como la superóxido dismutasa (SOD), que descompone
    los radicales libres superóxido en especies menos tóxicas y en la eliminación de
    radicales hidroxilo.
    Finalmente tenemos el tratamiento del Problema en donde además del agua, el
    ácido ascórbico y el CuSO4, se añadió una solución de ficobiliproteínas (FBP), las
    cuales son pigmentos que tienen propiedades antioxidantes y pueden estar
    presentes en algunas algas y cianobacterias, como en este caso, fue extraída de la
    cianobacteria Arthrospira, las radículas de estas semillas fueron las más largas y
    saludables, lo cual nos indica que las ficobiliproteínas tienen un efecto positivo en
    la germinación y el crecimiento de las semillas, además de su actividad antioxidante,
    las ficobiliproteínas mejoran la absorción de nutrientes y estimulan la actividad
    enzimática, lo cual contribuye al crecimiento y desarrollo saludable de las plantas.

    Conclusión

    Las ficobiliproteínas extraídas de la cianobacteria Arthrospira mostraron una


    actividad antioxidante más eficaz sobre las radículas de las semillas de lenteja

    Referencias

    Vilaplana, M. (2007). Antioxidantes presentes en los alimentos. Vitaminas, minerales


    y suplementos. Offarm. https://www.elsevier.es/es-revista-offarm-4-articulo-
    antioxidantes-presentes-losalimentos-vitaminas

    Del R Peralta-Pérez, M., & Volke-Sepúlveda, T. (s. f.). La defensa antioxidante en


    las plantas: Una herramienta clave para la fitorremediación.
    https://www.scielo.org.mx/scielo.php?

    Carlos, C. C., & Carlos, C. C. (s. f.). Especies reactivas del oxígeno: formación,
    funcion y estrés oxidativo. https://www.scielo.sa.cr/scielo.php

    Antioxidantes y prevención del cáncer. (s. f.). Cancer.gov.


    https://www.cancer.gov/espanol/cancer/causas-prevencion/riesgo/dieta/hoja-
    informativa-antioxidantes

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