El óxido nítrico: Una molécula radical con potenciales aplicaciones biotecnológicas en la maduración de la fruta

Salvador González Gordo, Estación Experimental del Zaidín – CSIC

El óxido nítrico, óxido de nitrógeno (II) o monóxido de nitrógeno (NO) es una molécula gaseosa, incolora y con carácter apolar. En la molécula de NO, el número de oxidación del átomo de N es +2, presentando además un electrón desapareado, lo que supone que se comporte como un radical libre. En comparación con otros radicales, el •NO es una molécula relativamente estable, aunque en contacto con el aire se oxida rápidamente a dióxido de nitrógeno (NO2). Aunque la producción de NO en seres vivos se describió por primera vez hace más de 65 años en una bacteria, esta molécula no despertó el interés de la comunidad científica hasta la década de los 80. El descubrimiento de que el NO constituía el factor relajante derivado del endotelio (EDRF) responsable de la vasodilatación de los músculos lisos vasculares en seres humanos y animales en 1980, supuso un punto de inflexión en la investigación de esta molécula, hasta tal punto que la revista Science le otorgó el título de “Molécula del año” en 1992. En las plantas, la producción de NO se describió por primera vez en hojas de soja tratadas con herbicidas, aunque las posibles funciones de esta molécula en el metabolismo vegetal no comenzaron a dilucidarse hasta finales de la década de los noventa. Desde entonces, numerosos estudios han demostrado la importancia del NO y sus moléculas derivadas designadas como especies de nitrógeno reactivo (RNS, del inglés Reactive Nitrogen Species) en la fisiología de las plantas. Aun así, a pesar de los considerables avances respecto a las implicaciones biológicas de esta molécula, siguen existiendo algunos interrogantes sobre la producción de NO, los procesos que regula y los mecanismos mediante los cuáles participa en procesos de señalización en las células vegetales. Numerosos estudios han demostrado que el NO puede generarse en diferentes compartimentos subcelulares, entre los que se incluyen los cloroplastos, el citosol, las mitocondrias y los peroxisomas. Gracias a esta distribución, el NO puede regular una amplia gama de procesos fisiológicos. Entre los diferentes aspectos en los que participa esta molécula señalizadora, diferentes estudios han vinculado la producción de NO con la polinización y el crecimiento del tubo polínico, la germinación de semillas, el desarrollo de las raíces y la regulación de la apertura estomática. Del mismo modo, el NO resulta fundamental en la regulación de la repuesta de las plantas ante diferentes tipos de estrés, entre los que se incluyen los provocados por metales pesados, la salinidad, las temperaturas extremas, el exceso de iluminación y la infección por patógenos. El NO también regula la expresión de genes implicados en la síntesis y respuesta a distintas fitohormonas como el ácido abscísico (ABA), el ácido jasmónico (JA) y el etileno (ET). Igualmente, el NO participa en la regulación de diferentes mecanismos antioxidantes y otros procesos del metabolismo como la fotosíntesis, el transporte intercelular y la apoptosis celular. En cualquier caso, actualmente se sabe que el NO cumple funciones esenciales durante la maduración y senescencia de los frutos. Mientras que el papel del NO como antagonista del etileno en los frutos climatéricos ha quedado bien establecido, los mecanismos moleculares mediante los cuáles esta molécula es capaz de regular la maduración en frutos no climatéricos son todavía desconocidos. En este contexto, diferentes estudios han indicado que la aplicación exógena de NO sobre frutos de pimiento provocaba un retraso en el proceso de maduración, junto con un incremento en el contenido de ascorbato (vitamina C). Estos resultados hacen que el NO sea una molécula de gran interés en la industria agroalimentaria, gracias a sus aplicaciones biotecnológicas durante el almacenamiento postcosecha y la mejora en la composición nutricional de los frutos. Salvador González Gordo, EE del Zaidín - CSIC Más información Nitric oxide: A radical molecule with potential biotechnological applications in fruit ripening Nitric oxide-dependent regulation of sweet pepper fruit ripening Superoxide radical metabolism in sweet pepper (Capsicum annuum L.) fruits is regulated by ripening and by a NO-enriched environment Identification of compounds with potential therapeutic uses from sweet pepper (Capsicum annuum L.) fruits and their modulation by nitric oxide (NO) Tesis Doctoral Interacción del óxido nítrico (NO) y antioxidantes en el fruto de pimiento (Capsicum annuum L.): estudio transcriptómico, proteómico y funcional