domingo, 21 de junho de 2015

T66. CIANETO: UM COMPOSTO COMUM NOS MECANISMOS DE DEFESA DE UMA AMÊNDOA E DE UM PIOLHO-DE-COBRA por Faruk Nome, INCT-Catálise, UFSC, Brasil

Inglês
Talvez a mais antiga das criaturas habitantes da terra, que viveu há 428 milhões de anos, foi um milípede de 1 centímetro de comprimento o qual é um dos antepassados dos milípedes atuais como nosso popular (mas não muito querido) piolho-de-cobra (ver figura abaixo). É interessante perguntar-se como é possível que estes animais de baixíssima velocidade, sem capacidade de morder ou picar conseguiram sobreviver por milhões de anos, enquanto muitos outros de dimensões fabulosas foram extintos.

Piolho-de-cobra em posição normal e enrolado em posição defensiva

Esses pequenos animais são herbívoros e se alimentam de ervas e de detritos, por isso, são muitas vezes encontrados junto com matéria vegetal morta. Quando atacados, a única forma aparente de defesa é enrolar-se na forma de um espiral, o que permite proteger suas frágeis patas locomotoras. Entretanto, nessa situação aparentemente indefesa, emitem secreções líquidas venenosas ou ácido cianídrico gasoso, o qual é liberado de microporos (chamados de glândulas odoríferas) que estão nos lados do corpo.

Aparentemente, o mecanismo de acumular cianeto é comum a milípedes e plantas, que sintetizam e fazem um estoque de glicosídeos cianogênicos (GL-CN) alifáticos ou aromáticos, como o composto abaixo. O cianeto está pronto para ser liberado, utilizando um sistema enzimático, que rapidamente rompe estes compostos e libera HCN, quando há uma situação de perigo, onde há predadores atacando.


Em plantas, principalmente quando uma folha é rasgada, os GL-CN que estão acumulados em vacúolos das células da epiderme, são colocados em contato com enzimas hidrolíticas como β-glicosidase e hidroxinitrilo liase que estão em células mesófilas que estão logo abaixo da epiderme. E, provavelmente, estas duas enzimas favorecem a liberação em larga escala de HCN como mecanismo de defesa contra herbívoros.

Esse tipo de mecanismo de defesa é comum a milhares de famílias de plantas e árvores, muitas das quais fazem parte daquelas utilizadas em nossa alimentação, tais como pessegueiros, noz, mandioca, amêndoas e muitas outras. Curiosamente, o gosto e o cheiro das amêndoas, inclusive das amêndoas amargas, tão citadas em nossas salas de aula, são aqueles do benzaldeído e HCN liberados, numa derradeira tentativa de defesa, quando as mesmas estão sendo trituradas no processo de alimentação.

A guerra química pela sobrevivência das diferentes espécies, do reino animal e do reino vegetal, perdura desde os primórdios da humanidade, com as distintas espécies aperfeiçoando mecanismos de defesa que em muitos casos parecem ter uma origem comum. Os sinais da teoria da evolução das espécies estão também presentes e se transmitem através das redes de sistemas moleculares de sobrevivência.


Inglês
CYANIDE: A COMMON COMPOUND IN THE DEFENSE MECHANISMS OF AN ALMOND AND A MILLEPEDE by Faruk Nome, INCT-Catálise, UFSC, Brazil

Translated by Natanael F. França Rocha, Florianópolis, Brazil

Perhaps the oldest known land creature, which lived 428 million years ago, was a 1 centimeter long millipede - one of the ancestors of the millipedes we know today (see figure below). It is interesting to wonder how these animals with their slow speed and inability to bite or sting were able to survive for millions of years, while many other animals of fabulous size were extinct.

Millipede in normal position and curled in defensive position

These small animals are herbivores and feed on decaying leaves and other detritus, so they are often found in dead plant matter. When attacked, the only apparent form of defense is to curl into a tight coil, protecting their fragile legs. However, in such a helpless position, they emit poisonous liquid secretions or hydrogen cyanide gas through microscopic pores (called odoriferous glands) along the sides of their bodies.

Apparently, the mechanism of accumulating cyanide is common to millipedes and plants which synthesize and store cyanogenic glycosides (CN-GL), aliphatic or aromatic, as the compound below. Cyanide is ready to be released, using an enzyme system which quickly breaks these compounds and releases HCN, when there is a dangerous situation or predators attacking.


In plants, particularly when a leaf is torn, the CN-GL, which are accumulated in the vacuoles of epidermal cells, are placed in contact with hydrolytic enzymes such as β-glucosidase and hydroxynitrilo lyase which are in the mesophilic cells, located right below the epidermis. And probably these two enzymes promote a large-scale release of HCN as a defense mechanism against herbivores. 

This type of defense mechanism is common to thousands of families of plants and trees, many of which are part of those used in our food, such as peaches, walnuts, cassava, beans and many others. Interestingly, the taste and smell of almonds, including bitter almonds, as mentioned in school classrooms, are those of benzaldehyde and HCN released in a last attempt at defense when they are being crushed in the chewing process.

The chemical war for survival of different species in the animal and plant kingdoms has existed since the dawn of humanity, with distinct species improving defense mechanisms which in many cases appear to have a common origin. The signs of the theory of evolution are also present and are transmitted through networks of molecular systems of survival.


Espanhol
CIANURO: UN COMPUESTO COMÚN EN LOS MECANISMOS DE DEFENSA DE UNA ALMENDRA Y DE UN MILPIÉS por Faruk Nome, INCT-Catalisis, UFSC, Brasil

Traducción de Natanael F. França Rocha, Florianópolis, Brasil y revisión de Carlos Bravo Diaz, Universidad de Vigo, España.

Tal vez la criatura más antigua de la tierra, que vivió hace 428 millones de años, fue un diplópodo de 1 centímetro de largo, que es uno de los antepasados de los diplópodos actuales comúnmente conocidos (pero no muy queridos) como milpiés (ver la figura de abajo). Es interesante preguntarse cómo es posible que estos animales de movimientos lentos, sin capacidad para morder o picar, hayan sobrevivido durante millones de años, mientras que muchos otros de tamaños fabulosos se han extinguido.

Milpiés en posición normal y acurrucado en posición defensiva

Estos pequeños animales son herbívoros y se alimentan de hierbas y despojos, por lo que se pueden encontrar frecuentemente entre la materia vegetal muerta. Cuando son atacados, la única forma aparente de defensa es acurrucarse en forma de una espiral, que les permite proteger sus frágiles patas locomotoras. Sin embargo, en esta situación aparentemente impotente, el animal emite secreciones líquidas venenosas ó ácido cianhídrico gaseoso, que se libera desde los microporos (llamados de glándulas odoríferas) que se encuentran en los lados de su cuerpo.

Aparentemente, el mecanismo de acumular cianuro es común a los milpiés y a las plantas, que sintetizan y hacen una reserva de glucósidos cianogénicos (Gl-CN) alifáticos o aromáticos, como el compuesto que se muestra más abajo. El cianuro está listo para ser liberado cuando haya una situación de peligro ó cuando haya depredadores atacando mediante un sistema de enzimas que rompe rápidamente estos compuestos y libera HCN.


En las plantas, en particular cuando una hoja se rompe, los GL-CN que se acumulan en las vacuolas de las células epidérmicas, se ponen en contacto con las enzimas hidrolíticas como β-glucosidasa y hidroxinitrilo liasa, que están en células mesófilas justo por debajo de la epidermis. Y, probablemente, estas dos enzimas favorecen la liberación de HCN a gran escala, como mecanismo de defensa contra los herbívoros.

Este tipo de mecanismo de defensa es común a miles de familias de plantas y árboles, muchas de las cuales forman parte de los que se usan en los alimentos, tales como durazno, nogal, mandioca, frijoles y muchos otros. Curiosamente, tal y como se mencionan en nuestras aulas, el sabor y el olor de las almendras, incluyendo las almendras amargas, provienen del benzaldehído y del HCN liberado, en un último intento de defensa cuando están siendo aplastados en el proceso de alimentación.

La guerra química por la supervivencia de las especies diferentes, en el reino animal y vegetal, ha existido desde los albores de la humanidad, con las distintas especies mejorando sus mecanismos de defensa que, en muchos casos, parecen tener un origen común. Los signos de la teoría de la evolución también están presentes y son transmitidos a través de redes de sistemas moleculares de supervivencia.

Nenhum comentário:

Postar um comentário