¿Qué es el ácido giberélico?
El ácido giberélico es una hormona vegetal endógena de todas las plantas vasculares (superiores). Se encarga de regular el crecimiento y el desarrollo de todos los órganos vegetales.
El ácido giberélico, perteneciente al grupo de hormonas vegetales conocidas como giberelinas, fue el segundo compuesto químico clasificado como una hormona vegetal (sustancia promotora del crecimiento) y, en conjunto, las giberelinas son unas de las fitohormonas más estudiadas en el área de la fisiología vegetal.
Las giberelinas (o ácidos giberélicos) fueron aisladas por primera vez en 1926 por el científico japonés Eiichi Kurosawa a partir del hongo Gibberella fujikuroi. G. fujikuroi es el patógeno responsable de la enfermedad de “las plantas tontas”, que causa un excesivo alargamiento de los tallos en plantas de arroz.
Sin embargo, no fue sino hasta principios de los años 50 que se dilucidó la estructura química del ácido giberélico. Poco tiempo después, fueron identificados muchos compuestos de estructura similar, afirmando que se trataba de productos endógenos de los organismos vegetales.
El ácido giberélico tiene múltiples efectos en el metabolismo de las plantas, ejemplo de ellos es el alargamiento de los tallos, el desarrollo de la floración y la activación de las respuestas de asimilación de nutrientes en las semillas.
En la actualidad, se han clasificado más de 136 compuestos “tipo giberelinas”, bien sean endógenos en las plantas, que provengan de microorganismos exógenos, o que sean sintéticamente producidos en un laboratorio.
Características del ácido giberélico
– Compuesto orgánico. Pertenece al grupo de las giberelinas, que son compuestos orgánicos clasificados como diterpenoides. Es una fitohormona natural presente en plantas.
– Estructura química. Posee una estructura compleja con un esqueleto de 20 átomos de carbono, lo que le permite participar en diversas funciones regulatorias dentro de la planta.
– Sólido cristalino. En su forma pura, el ácido giberélico es un sólido cristalino blanco o ligeramente amarillento, que se disuelve bien en solventes orgánicos y en agua.
– Sensibilidad. Es sensible a la degradación por la luz y el calor, por lo que debe almacenarse en condiciones adecuadas para mantener su efectividad.
– Solubilidad. Es soluble en agua, lo cual facilita su aplicación en soluciones líquidas para uso agrícola. Esta solubilidad también contribuye a su fácil absorción por parte de las plantas.
– Fórmula química. Tiene la fórmula molecular C19H22O6-
– Ubicación. Está universalmente distribuido en todos los organismos del reino vegetal. Esta forma de la hormona se encuentra activa en todas las plantas y participa de la regulación del crecimiento.
Síntesis del ácido giberélico
La ruta de síntesis del ácido giberélico comparte muchos pasos con la síntesis de los otros compuestos terpenoides en las plantas e, incluso, se han encontrado pasos compartidos con la ruta de producción de terpenoides en los animales.
Las células de las plantas poseen dos rutas metabólicas diferentes para iniciar la biosíntesis de la giberelina: la ruta del mevalonato (en el citosol) y la vía del metileritritol fosfato (en los plastidios).
En los primeros pasos de ambas rutas se sintetiza el geranilgeranil pirofosfato, que funge como esqueleto precursor para la producción de los diterpenos de la giberelina.
La ruta que más contribuye a la formación de las giberelinas se da en los plastidios, por la ruta del metileritritol fosfato. El aporte de la ruta citosólica del mevalonato no es tan significativo como el de los plastidios.
- ¿Qué sucede con el geranilgeranil pirofosfato? En la síntesis del ácido giberélico, a partir del geranilgeranil pirofosfato, participan tres tipos de enzimas diferentes: terpeno sintasas (ciclasas), monooxigenasas del citocromo P450 y dioxigenasas dependientes de 2-oxoglutarato. Las monooxigenasas del citocromo P450 son de las más importantes durante el proceso de síntesis. Las enzimas ent-copalil difosfato sintasa y ent-kaureno sintasa catalizan la transformación del metileritritol fosfato en ent-kaureno. Finalmente, la monooxigenasa del citocromo P450 en los plastidios oxida al ent-kaureno, convirtiéndolo en giberelina. La ruta metabólica de la síntesis de giberelina en las plantas superiores está muy conservada, no obstante, el metabolismo posterior de estos compuestos varía mucho entre las diferentes especies e incluso entre los tejidos de una misma planta.
Funciones del ácido giberélico
- Estimulación del crecimiento. Promueve la elongación de las células, lo cual contribuye al crecimiento de los tallos y hojas. Es fundamental para el desarrollo de las plantas, especialmente para el alargamiento de brotes y ramas.
- Germinación de semillas. Facilita la germinación al romper la latencia de las semillas, especialmente en aquellas que necesitan ciertas condiciones ambientales para germinar. GA induce la producción de enzimas que digieren los nutrientes almacenados, proporcionando energía a la semilla en crecimiento.
- Desarrollo de flores y frutos. Promueve la floración en algunas especies de plantas y mejora el cuajado y el tamaño de los frutos. Se utiliza en la agricultura para incrementar el rendimiento y la calidad de los cultivos.
- Superación de la dormancia. Ayuda a romper la dormancia de las yemas y las semillas, favoreciendo el crecimiento de la planta en momentos específicos del año, especialmente después del invierno.
- Alargamiento del entrenudo. Provoca un aumento significativo en la longitud de los entrenudos (las secciones del tallo entre dos nudos), lo que resulta en plantas más altas y con mayor separación entre hojas, algo que puede ser beneficioso en cultivos de tallo largo.
- Aplicaciones en la industria. Las giberelinas son ampliamente explotadas en la industria, especialmente en la agronomía. Su aplicación exógena es una práctica común para conseguir mejores rendimientos de diferentes cultivos de interés comercial. Es especialmente útil para plantas con mucho follaje y se sabe que contribuye al mejoramiento de la absorción y asimilación de nutrientes.
Referencias
- Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I.M., Murphy, A. Plant physiology and development.
- Pessarakli, M. Handbook of plant and crop physiology. CRC Press.
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. Fundamentos de fisiología vegetal. McGraw Hill Interamericana.
- Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L. Biochemistry and molecular biology of plants. John Wiley & Sons.
- BRIAN, P.W. Gibberellic acid: A new plant hormone controlling growth and flowering. Journal of the Royal Society of Arts.