Todos los elementos invitados a la fiesta habían acudido, desde el más liviano el Hidrógeno, hasta uno de los más pesados el Uranio; elementos célebres como el único metal líquido el Mercurio, con sus compañeros del mismo estado como el Cesio, Francio, Galio y Bromo el elemento "probeta" o primer sintético el Tecnecio; algunos gases imperceptibles como el Hidrógeno, el Nitrógeno y el Oxígeno, y otros olorosos como el Flúor y el Cloro; el más denso el Osmio. Todos lucían muy elegantes, ya que era una buena ocasión para impresionar y así conseguir amistades o parejas.
Los señores como el Flúor y el cloro eran los más activos porque al contar con 7 electrones en su última capa energética gozaban de mejores atributos físicos y químicos para llamar la atención y entrar a reaccionar; claro que también hay otros como el cesio, el francio, el rubidio, el potasio y el sodio que son muy activos y que se dejan conquistar con el primer acercamiento. Sin embargo, como en todas las reuniones ocurre que se forman grupos aislados, muy apáticos que no saludan, no le hablan a nadie, no prestan plata, no dan ni la hora; estos son los apodados gases nobles o inertes (grupo VIIIA de la tabla), que no se interesan por nadie, puesto que se ufanan de ser autosuficientes por tener todo lo necesario; es decir, se sienten estables energéticamente al tener 8 electrones en su última capa. Son los únicos que desde su nacimiento cumplen con la regla del octeto. Pero…a veces…
Al transcurrir la fiesta se empiezan a notar elementos entusiasmados a reaccionar con otros para unirse o enlazarse, para así formar una familia que sería una molécula un agregado atómico. Las uniones se originan como resultado de las interacciones que pueden ser atracciones y repulsiones mutuas entre los electrones. El objetivo del "matrimonio" químico es similar al social; supuestamente se realiza para acompañarse y alcanzar una estructura más estable, o sea un estado de menor energía.
En la búsqueda de la pareja juega un papel importante la apariencia física, entendida ésta como la parte que el átomo deja ver, es decir, la parte externa… el vestido; pues en muchos casos hay atracción y amor a primera vista; el vestido de los átomos son los electrones de valencia o electrones que están en la capa más externa y que van a participar directamente en el enlace.
Aparte de la apariencia física también cuenta la "personalidad" del elemento, en este caso la electronegatividad o capacidad que posee un átomo para atraer los electrones del enlace. También se puede decir que mediante esta propiedad definimos un elemento como: buena, regular o mala "gente". Porque si el valor de la electronegatividad es bajo, entonces decimos que el elemento es como una persona positiva que dona sus bienes o transfiere los electrones en un enlace, como por ejemplo, los elementos del grupo IA y IIA de la tabla (Alcalinos y Alcalinotérreos), Si la electronegatividad es alta se tiene un elemento negativo que roba o quita electrones del enlace, como los no metálicos. De esta forma tenemos que el elemento más negativo es el flúor con una electronegatividad de 4.
Al aumentar el calor de la fiesta o su energía, ya se comienza a ver parejas de átomos, las cuales son detectadas por el grupito de gases nobles o inertes. Como éstos no tienen interés en integrarse a la reunión, asumen el papel de mirones, criticones y chismosos. La primera unión o enlace que se ve es la formación de la sal común, donde el cloro, individuo muy hábil, charlatán y negativo, con un bonito traje de 7 electrones, "conquista" al sodio que es un elemento que queda positivo al entrar en contacto con él ya que le pasa el único electrón de su capa externa para estabilizarse al completar 8 electrones en el último nivel. Dicha unión se clasifica como enlace iónico o electrovalente; en él existe transferencia de electrones desde un átomo con menor electronegatividad a uno de mayor electronegatividad; el átomo de cloro atrae fuertemente al sodio formando la sal y así se forman otras uniones del mismo tipo como: CsF, NaF, KCl, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, etc.
Como norma general se tiene que el "matrimonio" iónico ocurre cuando los dos átomos "prometidos" tienen una diferencia de electronegatividad mayor a 2.1 ó incluso a 1.7.
Siguiendo los sucesos de la fiesta, se observa que en algunos metales sus átomos se unen entre ellos mismos, formando agregados, en los que cada átomo aporta sus electrones de la capa externa o de valencia formando así iones (+); dichos electrones actúan también como una nube electrónica que se desplaza por todo el metal para estabilizar el agregado. La nube electrónica permite explicar la alta conductividad eléctrica y calorífica de los metales. Al anterior tipo de unión se le denomina enlace metálico.
Otras parejas que se formaron fueron las de los no metales entre ellos mismos o con otros, por ejemplo O2, N2, CO2, Cl2, H2O. Estos enlaces son parecidos a los matrimonios modernos, donde por la liberación femenina y la decadencia del machismo, se exige igualdad de condiciones; es por eso que los átomos unidos poseen una electronegatividad semejante, y por consiguiente los electrones del enlace van a ser compartidos mutuamente. Este tipo de unión es la covalente, que se puede asociar con una cooperativa donde todos los participantes son favorecidos.
En un matrimonio ideal o perfecto hay comprensión y ayuda, ninguno se recarga o se aventaja; en esta situación habría un enlace covalente no polar. Allí las electronegatividades de los miembros de la pareja son semejantes, por ejemplo en dos elementos iguales como oxígeno con oxígeno.
No obstante, en muchos noviazgos y matrimonios una persona tiende a dominar a la otra, aunque no totalmente; en este caso tendríamos una polarización del mando, por lo que el enlace se llamaría covalente polar. En este tipo de enlace un átomo es parcialmente positivo y otro parcialmente negativo, como por ejemplo el agua, los hidrácidos (HCl, HF, HBR) etc.
Un grupo de elementos se dedico a tomar licor, acabando con todas las exigencias, por lo que decidieron unirse para conseguir dinero y comprar más trago. En el grupo de H2SO4, todos dieron su cuota, excepto dos átomos de oxígeno que se hicieron los locos y no colaboraron. Sólo estaban de zánganos que vieron la forma de aprovecharse de los demás Éste es el caso del enlace covalente coordinado o dativo, donde uno o unos átomos comparten sus electrones pero hay otro(s) que no aportan, sólo están de cuerpo presente para beneficiarse y también para dar estabilidad a la molécula.
La fiesta termina y salen felices con sus conquistas y enlaces, mientras que otros esperarán ansiosamente para tener otra oportunidad con mejor suerte para poder interactuar o reaccionar y así dejar la soledad.
Auxinas
Se denominan auxinas los compuestos caracterizados por su capacidad de inducir elongación en células de vástagos.La auxina natural de mayor distribución es el ácido 3-indolacético (AIA).Son reguladores de crecimiento que, entre otros fenómenos fisiológicos en los que intervienen, influyen en la extensión de la pared celular y en la entrada de agua en la célula.
ESTRUCTURA QUIMICA
Posesión de un anillo aromático o cadena fácilmente ciclable.
Existencia por lo menos, de una doble ligadura en el anillo.
Existencia de una cadena lateral sobre el anillo, adyacente a una doble ligadura.
Presencia de un COOH terminal en la cadena lateral, separado del anillo por uno o dos carbonos.
Existencia de una determinada relación espacial entre el anillo y la cadena lateral.
Las reglas enumeradas no son absolutas. En efecto, existen compuestos que poseen capacidad auxinica aun en ausencia de algunos de los requisitos enumerados, como por ejemplo los derivados del ácido benzoico y naftoico que no presentan cadena lateral.
Entonces, ¿cuál es la característica que tienen en común todas las moléculas que presenta actividad auxinita?
Para que exista actividad auxinita es necesario la presencia de una carga neta positiva en el anillo, situada a una distancia de 0,05 nm de la carga negativa del grupo COOH. Esta distancia se da siempre entre los compuestos que tienen actividad auxinita, sean derivados indolicos, fenolitos, benzoicos o picolinicos.
Compuestos con actividad auxinica
Teoría Ácida
La síntesis de auxina (en su forma AIA) es generada desde un estímulo exógeno, que produce una modificación bioquímica a nivel celular. Esta hormona activa una bomba electrogénica ATPasa, situada en la membrana fosfolipídica, cuya función es la de excretar iones H hacia el espacio apoplástico (espacio entre membrana y pared celular) con gasto de energía. Esto hace que la concentración de H aumente y con ello se produzca una disminución del pH, igual a 5.
Este pH produce una activación enzimática del grupo de las polisacaridasas representado por exoglucanasas para monocotiledóneas, de celulasas para monocotiledóneas y dicotiledóneas, y de elastinas o extensinas, entre otras.
Las exoglucanasas aumentan el nivel de glucosa no celulósica, y las celulasa despolimerizan el xiloglucano, compuesto que forma estructura de la pared. Como resultado de la acción de las polisacaridasas la rigidez de la pared disminuye, facilitando de este modo una extensión viscoelástica.
Pero la extensión de la pared se logrará con el incremento de potencial de presión. Dicho incremento se produce cuando ingresan al citoplasma iones K, con el objetivo de mantener un equilibrio de cargas, puesto que la bomba ATPasa extrajo cargas + del citoplasma para excretarlas al apoplasto.
El ingreso de K hace disminuir el potencial osmótico y consecuentemente el potencial agua de la célula, generando de este modo el ingreso de agua desde el intersticio hacia el citoplasma. Finalmente la pared que luego de la acción de las enzimas se encontraba en un estado de pared extensible, luego del ingreso de agua se transforma a una pared extendida.
Luego la "nueva pared", debe ser impregnada por compuestos para volverla rígida nuevamente. Para ello el AIA, estimula la síntesis de ARN, proteínas y polisacáridos, compuetsos que impregnarán la pared.
Es importante destacar cuál es el mecanismo por el cual la pared no se extiende indefinidamente. Para que esto suceda, se produce un retrocontrol negativo cuando el xiloglucano (XG9) liberado por la despolimerización de la pared, llega a un umbral de concentración, que inhibe la acción de la auxina.
En síntesis podemos decir que la auxina cumple un papel doble en el crecimiento celular:
Estimula la bomba ATPasa,
Estimula la síntesis de ARN, proteínas y polisacáridos.
Biosistesis
Se reconoce al AIA como la auxina libre en la mayoría de las plantas (superiores e inferiores)Este se traslada en forma conjugada (inactiva) para evitar el ataque de enzimas. Precursores Auxinicos:
Triptofano; se descubrió en semillas de trigo, por proteasas es degradado y para al ápice del coleoptile donde es metabolizado a AIA
Acido indolpiruvico; proviene de la desaminacion del triptofano. Se encuentra en cariopsis inmaduros de maíz
Acido indol acetaldehido; proviene de la desacarboxilación del acido indolpiruvico que por oxidación pasa a AIA (en plantas ahiladas)
Triptamina; proviene de la descarboxilacion del triptofano (en tomate, maiz, cacia)
Acido indol acetonitrilo; por una nitrilasa forma AIA (en cruciferas, gramineas y musaceas)
Indol 3 etanol; por oxidacion forma AIA (recientemente descubierto en pepino)
Transporte:
Independiente de la longitud del tejido.
Independiente de la concentración de auxina en el bloque donador, lo que a su vez nos indica que no se trata de un proceso de difusión.
Varía con la edad y tipo de tejidos, es mayor en coleóptilos de maíz a 25°C que en raíces. En coleóptilos varía del ápice (parte joven) a la base (parte vieja).
También está influido por la temperatura; así, el AIA en segmentos de raíces se desplaza con una velocidad mayor a mayor temperatura.
La peculiaridad más notable del transporte auxínico es que se realiza de forma polar, es decir, en un segmento de tallo irá siempre en dirección basipétala, en un segmento de raíz irá en dirección aceopétala (se desplazaría hacia el ápice de la raíz la dirección del movimiento depende de la zona de aplicación de la hormona, y se desplaza desde el lugar de aplicación (fuente) hasta el lugar de consumo (sumidero). Así, si se aplica una auxina en hojas adultas, irá a donde vayan los productos de la fotosíntesis que esa hoja exporta a través del floema.
La pared celular se mantiene a pH ácido (pH=5) por la actividad de la H+ ATPasa de membrana. El ácido indolacético ingresa a la célula tanto en forma no disociada (AIAH muy lipofílico) por simple difusión, o en su forma aniónica (AIA-) por transporte activo 2º con H+ (vía proteína permeasa). En el citosol, que tiene un pH neutro (pH=7) predomina la forma aniónica, que difunde hacia el borde basal. Los aniones salen de la célula mediante transportadores de salida concentrados en las membranas de los bordes basales de cada célula en la vía longitudinal.
El acarreador de entrada de H+/IAA-, que se encuentra uniformemente distribuido en la membrana plasmática, reconoce la base conjugada de la auxina (el anión IAA-) y dos iones hidrógeno (2H+). Este acarreador saturable es capaz de transportar IAA- activamente en contra de un gradiente electroquímico a través de la membrana plasmática, acoplando dicho transporte al de dos H+ que se da a favor de su propio gradiente electroquímico. Una vez dentro del ambiente alcalino del citoplasma, el IAA- es reconocido por una serie de acarreadores de salida saturables de la membrana, localizados en la parte más baja de las células. Estos acarreadores de salida transportan el IAA- hacia la región de la pared celular, donde esta forma aniónica puede, por difusión, alcanzar los acarreadores de entrada localizados en la membrana plasmática de la célula adyacente inferior.
Otro factor que contribuye al movimiento basípeto o polar de las auxinas es la simple difusión de la forma lipofílica como ácido no disociado (IAAH) a través de la membrana plasmática. Esta forma de transporte no requiere de un acarreador.
Debido a su bajo valor de pKa de 4.7 la forma no disociada de la auxina (IAAH) es la predominante en el ambiente de pH ácido de la pared celular. Esto crea un amplio gradiente de concentración que facilita la difusión del IAAH hacia el interior de la célula a través de la membrana
La Fuerza Motriz de Protones de la célula es mantenida por la hidrólisis de ATP por enzimas H+-ATPasas localizadas en la membrana plasmática, las cuales bombean H+ hacia la región de la pared celular. Una vez en el citoplasma, con pH alcalino, el IAAH se disocia a su forma aniónica IAA-. Debido a su baja permeabilidad a través de las membranas, el IAA- puede acumularse en el citoplasma, o bien puede ser movido activamente hacia el exterior vía los acarreadores de salida que, como ya se señaló, se encuentran en la base de la célula.
También existe un transporte no polar en el floema (aún en estudio), que se da a mayor velocidad, es pasivo y no precisa energía. La evidencia sugiere que controlaría procesos tales como la división del cambium y la ramificación de las raíces.
Efectos fisiológicos
Actúan en la mitosis: se demostró mediante experimentos, que las auxinas actúan estimulando la producción de proteínas, ARNm, ARNt, ARNr, acelerando los procesos de división celular.
Formación de raíces adventicias: la acción auxinica se ejerce en dos etapas: en la primera el efecto de la estimulación del crecimiento, pero la duración del efecto estimulante se acorta progresivamente con el aumento de la concentración. Ello termina por provocar una imbibición que es lo que caracteriza la segunda etapa. El agente responsable seria el etileno, cuya síntesis es estimulada cuando la concentración de auxinas aumenta.
Dominancia apical: en el ápice de las plantas se encuentran altas concentraciones de auxinas, esto hace que se inhiba la formación de ramas laterales, debido a que no hay una redistribución de las fitohormonas.
Geotropismo o Gravitropismo: es el estimulo inducido por la acción de la gravedad, este estimulo induce a la formación de distintos órganos ya sean raíces, ramas laterales, rizomas, alargamiento del ápice.
Inducción de la floración: son capaces de inducir a la floración en ciertas plantas, como por ejemplo en anana cuando se pulverizo las hojas o ápices vegetativos. Se demostró que la inducción a la floración la produce el etileno cuya síntesis es producida por la auxina aplicada.
Las auxinas pueden inhibir la floración en plantas de días cortos, la aplicación sobre hojas expuestas a días cortos inductivos inhiben la floración. La acción de esta se produce sobre los procesos metabólicos que ocurre durante el periodo oscuro, sobre las síntesis del florigen. Análogamente en las plantas de días largos expuestas a días cortos, en sus hojas pulverizadas, los efectos son análogos al que producen los periodos cortos de luz suministrada en las mismas condiciones en este caso también se supone que la acción tiene lugar sobre la síntesis del florigen.
Las plantas bienales la floración puede retardarse o estimularse según las especies y el estado de desarrollo.
Por ultimo las uxinas pueden modificar la expresión sexual de las flores diclinas en el caso de algunas curcubitaceas.
Senescencia y caída de flores, hojas y frutos: regulado por balance hormonal AIA/etanol. Si el balance favorece al AIA, los órganos se mantienen en la planta y continúan con su normal ciclo, en cambio una alta concentración de etileno acelera la senescencia de los órganos y estos se caen de las plantas.
Para evitar la senescencia, el AIA presenta en laminas de hojas se desplaza hacia el peciolo y alli aumenta su concentración, estos evita la abscisión de órganos nuevos de la planta.
Evita formación de raíces laterales: en el ápice la concentración de AIA es muy baja y la de citocininas es alto. Este balance favorece el desarrollo de la raíz principal, regulando el crecimiento de las raíces laterales.
Diferenciación vascular: Actúa a nivel del cambium, provocando que las células parénquimaticas se modifiquen y den lugar al crecimiento del sistema vascular. Participan principalmente en el crecimiento del xilema.
Reparación de tejidos vasculares: ante algún corte en un tejido vascular el AIA actúa en las células adyacentes, formando un nuevo has vascular y reparando la herida.
Fototropismo: la planta recibe la luz de un lado del tallo las auxinas se acumulan en la fase oscura del mismo, donde el desarrollo de las células se ve incrementado. Este desarrollo desigual produce la curvatura del tallo hacia la fuente lumínica.
Autor:
Pablo Turmero