17/10/2014 MOLECULAR DOS VEGETAIS. Introdução QUÍMICA DA VIDA. Quais são os elementos químicos encontrados nos Seres Vivos? Elementos Essenciais

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE EDUCAÇÃO E SAÚDE CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA QUÍMICA DA VIDA Introdução COMPOSIÇÃO MOLECULAR DOS VEGETAIS Quais são os elementos químicos encontrados nos Seres Vivos? Profª Júlia Beatriz Pereira de Souza, DSc Disciplina: Farmacobotânica Cuité-PB Elementos Essenciais Ocorrem em quantidades relativamente altas nos tecidos. C / H / O / N / P / K / Nitrogênio Favorece o rápido desenvolvimento dos tecidos e órgãos da planta. E nas cadeias protéicas. Aumenta a produção de folhas. Favorece a coloração verde das plantas. Aumenta o conteúdo das proteínas do cultivo. 1

2 Fósforo Forma parte dos processos vitais da planta (ácidos nucléicos, lecitina, plasma celular, enzimas etc.). Favorece a melhor formação do sistema de raízes da planta. Favorece a formação dos órgãos. Ajuda a formação da semente. Potássio Favorece a formação e transporte dos carboidratos. Concede a plantas vigor e resistência nas enfermidades. Melhora a qualidade dos frutos. Ajuda o desenvolvimento dos tubérculos. Favorece a coloração vermelha dos frutos. Magnésio (Mg ++ ) Átomo central da clorofila Cofator enzimático É necessário na formação dos açúcares. Colabora na assimilação de outros nutrientes. Promove a formação de graxas e óleos. Cálcio ( ++ ) Forma parte das paredes celulares e membranas. Estimula o desenvolvimento prematuro das raízes. Estimula a produção de sementes. Enxofre (SO -- 4 ) Proteínas Formação de clorofila Sintomas de deficiência de macronutrientes em tomate: T, testemunha; -P, deficiência de fósforo; -, deficiência de cálcio; -Fe, deficiência de ferro; -N, deficiência de nitrogênio (Hopkins, 1995). 2

3 Também denominados de elementos traços. Ocorrem mais ou menos constantemente em plantas e animais em baixas concentrações, geralmente nas faixas de 10-6 a por grama de tecido úmido. Ferro (Fe++) Síntese de clorofila e de proteínas Fator coenzimático Manganês (Mn ++ ), Cobre (Cu +++ ), Zinco (Zn ++ ) Cofator de enzimas Boro (BO ) Transporte de carboidratos Germinação do pólen Molibdênio (MoO -- 4 ) Constituinte da nitrato redutase Ferro Outros Elementos Menores Cobre 70% se concentra na clorofila. Está ligado à biossíntese da clorofila. Manganês Acelera a germinação e a maturação. Aumenta o aproveitamento do cálcio e fósforo. Cloro Está vinculado ao enfraquecimento das folhas. e ao desenvolvimento das raízes. Outros Elementos Menores Boro Melhora a qualidade das verduras. Está relacionado com a assimilação do cálcio. Está relacionado com o transporte de açúcares na planta. É importante na qualidade das sementes de leguminosas. 3

4 Disponibilidade de Nutrientes no Solo A disponibilidade destes nutrientes está condicionada: ph do solo Perdas por lixiviação. Lixiviação de nutrientes. ÁGUA Fonte de oxigênio e hidrogênio - elementos fundamentais em todos os processos metabólicos do vegetal. Formas de Aquisição de Água A água é necessária à expansão celular. Constitui a maior parte do tecido do vegetal. Perda de água para atmosfera Depende da temperatura, umidade relativa e vento Absorção de água Formas de fornecimento de água ao vegetal. Fluxo de água no sistema 4

5 Assimilação dos macro e microelementos Movimento do Cálcio na Planta Os elementos são encontrados combinados em formas IÔNICAS e MOLECULARES. Todos provém do processo de mineralização de matéria orgânica aplicada e do solo. O Cálcio se move principalmente com o fluxo da transpiração Adapted from an original diagram supplied courtesy of SQM Absorção de Nutrientes Absorção de Nutrientes Movimento de íons Os íons dos nutrientes devem estar dissolvidos na água do solo para que as plantas possam absorvê-los Os íons passam desde a solução do solo até o centro vascular das raízes através da membrana celular O movimento através da membrana pode ser passivo e ativo Os nutrientes Chegam na raiz por 3 mecanismos Movimento de íons Absorção de Nutrientes Difusão: o nutriente em contato com a raiz ao passar de uma região de maior concentração para uma de menor concentração próxima da raiz. Fluxo de massa: o contato se dá quando o elemento é carregado de um maior potencial de água para um de menor potencial de água próximo da raiz. Interceptação radicular: o contato se dá quando a raiz cresce e encontra o elemento Passiva Absorção de Nutrientes Típico de nutrientes com fluxo massivo Entram na planta com a água Movimento através da membrana por diferença de concentrações (a favor do gradiente de concentração) Ativa Transporte de minerais Ocorre através da membrana contra o gradiente de concentração Requer energia para bombear os íons para dentro da célula 5

6 Movimento Dentro da Raíz A água e os nutrientes devem passar através das células para chegar ao xilema Movimento Interno dos Nutrientes Os nutrientes são transportados desde as raízes para as folhas através doxilema Os nutrientes podem ser transportados (redistribuídos ou translocados) desde as folhas velhas até as folhas jovens e raízes através do floema Xilema: na transpiração (passivo) Floema: por gradiente de pressão hidrostática (ativo = requer energia) Corte transversal da raiz A Apoplástico B Simplástico Movimento Interno dos Nutrientes Uma vez dentro da raiz, os nutrientes se movem na corrente da transpiração Depois que os nutrientes são usados nos processos do metabolismo celular o crescimento vegetal, podem ser: Transportados dentro da planta, Fixado na sua primeira localização Os nutrientes que podem transporta-se na planta - móveis: Nitrogênio Fósforo Potássio Magnésio Movimento Interno dos Nutrientes Molibdênio Os nutrientes que são fixados logo no seu uso imóveis: Enxofre Cálcio Ferro Cobre Manganês Zinco Boro Deficiências de Nutrientes Nutrientes móveis: Os sintomas se mostram nas folhas mais velhas (já que a planta transporta os nutrientes para as zonas de novo crescimento) Deficiências de Nutrientes Folhas Hojas viejas velhas Folhas Hojas nuevas novas Hojas Folhas nuevas novas e y velhas viejas Botões Terminal terminais buds N, P, K, Mg, Mo S, Fe, Mn, Cu Zn, B Manchas Necróticas necroticas Sem Sin manchas Manchas necroticas Necróticas Nervaduras Nervuras verdes Nervaduras Nervuras amarelas amarillas Nutrientes imóveis: Os sintomas se mostram nas Folhas mais novas (Já que a planta não pode mover os nutrientes) K, Mo N, P, Mg Fe, Mn Nervaduras Nervuras Nervaduras Nervuras verdes amarelas amarillas Mg N S, Cu 6

7 Metabolismo Vegetal Metabolismo Primários Como se pesquisa metabólitos? Metabólitos Primários Metabolismo Secundário Aminoácidos Proteínas Ácidos nucléicos Lipídeos rboidratos. Normalmente sintetizam quantidades suficiente para suas necessidades mínimas. Principais Compostos Secundários das Plantas Os COMPOSTOS SECUNDÁRIOS podem ser agrupados segundo as substâncias químicas que os constituem: 7

8 Metabolismo Primário X Secundário Metabolismo primário: responsável pelo crescimento e desenvolvimento do indivíduo. racterísticas: Universal (ocorre em todos os organismos) Uniforme (é fundamentalmente o mesmo para todos os organismos) Conservativo (não está sujeito à evolução) Essencial para o crescimento e desenvolvimento Aplicações dos Metabolitos Secundários A atividade biológica dos metabólitos secundários são responsáveis pelo mecanismo de ação das defesas das Plantas Metabolismo secundário: responsável pelas relações entre o indivíduo e o ambiente onde ele se encontra. racterísticas: Singular (único para cada organismo) Múltiplo (existem diferentes rotas para a produção da mesma molécula) Adaptativo (está sujeito à evolução) Não essencial para crescimento e desenvolvimento. Essencial para a sobrevivência e continuidade da espécie dentro do ecossistema Aplicações dos Metabolitos Secundários Os metabólitos secundários apresentam um papel importante na interação com outros organismos (plantas, insetos, bactérias, homem) ALELOPATIA: pacidade de produzir e liberar compostos do metabolismo secundário que podem afetar o desenvolvimento de outras espécies a sua volta. Aplicações dos Metabolitos Secundários Inseticidas Herbicidas Hormônios Cosméticos Corantes Fármacos Estudo Interdisciplinar Fitoquímico Taxonômico Farmacológico Agronômico Infraestructura (RMN, CG-MS, HPLC-MS) Coleta e identificação do material vegetal Animais de laboratório Preparação de cultivos Não basta conhecer, devemos aplicar. Não basta querer, devemos fazer. Goethe 8