Manipulación genética del metabolismo secundario en plantas

Abstract

Ingeniería genética del metabolismo secundario en plantas. La ingeniería metabólica se puede definir como el redireccionamiento de una o más reacciones enzimáticas en una vía biosíntética para producir nuevos compuestos, aumentar la producción de compuestos preexistentes, o disminuir la producción de compuestos no deseados. Se trata de un campo de aplicación relativamente nuevo que es muy dependiente del conocimiento bioquímico y fisiológico. Debido al uso de trazadores radioactivos, ya hacia 1975 se disponía de nociones generales adecuadas sobre la relación producto-sustrato en muchas vías metabólicas. El desarrollo rápido de este campo ocurrió a partir de la disponibilidad de herramientas de biología molecular, como el clonado de genes, el uso de promotores y las técnicas de transformación, las cuales permitieron explorar los mecanismos moleculares que regulan la producción de metabolitos secundarios. De esta forma, a partir de la década de los 80, se logró un progreso significativo en la disección de muchas vías biosíntéticas y en la sobreexpresión de genes heterólogos, lo que permitió los primeros avances. Desde entonces se han logrado numerosos resultados exitosos y un número aún mayor de resultados no esperados. El conocimiento ganado ha conducido a concebir el funcionamiento del metabolismo como el de una gran red de reacciones químicas interrelacionadas, en que la modificación de un sólo componente puede producir un impacto considerable en el metabolismo de todo el organismo. Aún así, el metabolismo secundario es un blanco particularmente atractivo para mejorar el rendimiento de un producto determinado sin que ello afecte marcadamente procesos esenciales para la planta. Sin embargo, para lograr esto de una manera relativamente controlada, no basta con conocer los componentes (enzimas y metabolitos) que participan de una determinada vía metabólica. También se debe conocer la regulación de esta vía (pasos limitantes, mecanismos de retroalimentación) y su relación con otras vías biosintéticas (vías competitivas). También es importante conocer la compartimentalización celular de la ruta en estudio y la participación de tejidos o de órganos especializados en la produccion de determinados metabolitos.