relação entre acúmulo de lipídios e germinação - funcionamento do processo...
Curso: Agronomia Disciplina: Bioquímica Aplicada Professor: Evandro Binotto Fagan
Trabalho apresentado como requisito parcial de avaliação na disciplina Bioquímica Aplicada do curso de Agronomia da Faculdade de Engenharias e Ciências Agrárias do Centro Universitário de Patos de Minas, sob orientação do professor Evandro Binotto Fagan.
2. LIPÍDIOS 3
2.1 CLASSIFICAÇÃO DE LIPÍDIOS 3
3. MOBILIZAÇÃO DE LIPÍDIOS 4
4. GERMINAÇÃO 4
5. CONCLUSÃO 5
SUMÁRIO 6. REFERÊNCIAS...........................................................................................................6
Germinação é o processo onde ocorre uma série de atividades metabólicas, baseadas em reações químicas, marcada pelo encerramento do período de repouso fisiológico das sementes.
Porém, atualmente, existe um consenso para definir o processo de germinação.
Segundo Marcos Filho (2005), há o aspecto botânico e o aspecto tecnológico; onde ambas as correntes consideram que a germinação inicia-se com a embebição. No entanto, para os botânicos, o processo se encerra com a protrusão da raiz primária que é originada da radícula do embrião. Enquanto que do ponto de vista tecnológico, as informações fornecidas devem oferecer certa garantia aos produtores agrícolas, permitindo avaliar a probabilidade de sucesso após a semeadura em campo, ou seja, esse conceito inclui o desenvolvimento da estrutura embrionária e a formação de uma plântula em que sejam evidentes as suas partes constituintes.
A germinação é dependente de vários fatores ambientais como temperatura, luz e principalmente água, por ser o fator que mais influência esse processo. De acordo com IPEF (2010), com a absorção de água, por embebição, ocorre a reidratação dos tecidos e, conseqüentemente, a intensificação da respiração e de todas as outras atividades metabólicas, que resultam com o fornecimento de energia e nutrientes necessários para a retomada de crescimento por parte do eixo embrionário. Porém o excesso de umidade pode provocar decréscimo na germinação.
Após o início da germinação visível o crescimento das plântulas depende do suprimento de nutrientes encontrados na semente, a reserva de nutrientes acumulados como macromoléculas no endosperma ou cotilédones (GUIMARÃES, 1999).
Esses nutrientes são principalmente os carboidratos, os lipídios e as proteínas. E são os lipídios que serão visados nesse trabalho, relacionando o acúmulo do mesmo e o processo de germinação.
Esse trabalho terá como objetivo verificar a relação existente entre o acúmulo de lipídios e o processo de germinação das sementes, assim como pesquisar todos os processos envolvidos nesse contexto, além de claro, verificar a sua importância desse processo na agricultura.
As sementes necessitam de vários nutrientes para iniciar o processo de germinação, dentre eles os carboidratos, os lipídios e as proteínas. Mas para que esse processo obtenha êxito, a planta acumula esses nutrientes nas próprias sementes.
Os lipídios são substâncias animais ou vegetais, insolúveis em água, mas solúveis em éter, clorofórmio e outros solventes orgânicos. Também são armazenados em organelas específicas conhecidas como esferossomos, que variam de 0,2 a 6 µm de diâmetro. Eles são depositados sob a forma de triglicerídeos, nos quais três ácidos graxos estão ligados a um glicerol. (FERREIRA & BORGHETTI, 2004).
Os lipídios são considerados fontes de energia mais eficientes que os carboidratos, durante a germinação, e também pode ter função de reserva e estrutural (MARCOS FILHO, 2005).
Os lipídios são constituintes encontrados em todas as partes das sementes, ocorrendo em maior parte no embrião (cotilédones) e, em alguns casos, no endosperma. (...) os triglicerídeos constituem as reservas de óleos das sementes, principalmente nas oleaginosas e os fosfolipídios são os mais importantes componentes das membranas celulares (GUIMARÃES, 1999).
A ocorrência de altas concentrações de lipídios diferencia a semente dos outros órgãos da planta, exceto de alguns frutos. O alto conteúdo de lipídio é usualmente associado com a diminuição do conteúdo de proteína.
2.1. CLASSIFICAÇÃO DOS LIPIDIOS
Os lipídios podem ser classificados como simples, compostos e derivados. Os lipídios simples são formados por ácidos graxos e gliceróis ou outros alcoóis e são representados por óleos e gorduras. Os lipídios compostos são ésteres de ácidos graxos contendo grupos químicos adicionais. Os fosfolipídios são lipídios compostos no qual uma das três unidades de ácidos graxos é substituída por acido fosfórico combinando com um álcool e às vezes um açúcar. Lipídios derivados são aqueles originados por hidrólise dos lipídios simples e compostos, e são solúveis em solventes orgânicos.
A grande maioria dos lipídios presentes nas sementes é do tipo simples, em que os ácidos graxos são identificados pelo número de átomos de carbono e de ligações duplas em suas cadeias. Dessa maneira temos os saturados, com número par de átomos de carbono e não tem ligações duplas; e o insaturados, constituídos de uma ou mais ligações duplas nas cadeias de hidrocarbonetos.
3. MOBILIZAÇÃO DE LIPIDIOS
Durante a germinação, as lípases hidrolisam os triglicerídeos, formando glicerol e ácidos graxos; parte destes é transformada posteriormente em açúcares, liberando energia para a germinação (MARCOS FILHO, 2005).
As principais substâncias de reservas armazenadas nas sementes (carboidratos, lipídios e proteínas) não podem ser transportadas de uma célula para outra e transferidos até os pontos de crescimento do embrião, nem utilizados para a formação de novo protoplasma e paredes celulares, antes de serem simplificados. O processo de hidrólise das reservas e sua transformação em substâncias solúveis e difusíveis, sob controle enzimático, caracteriza a digestão de reservas (MARCOS FILHO, 2005).
Como visto, os lipídios são acumulados nas sementes em forma de triglicerídeos e armazenados em organelas específicas. A degradação dos lipídios envolve as etapas inversas à sua deposição. A hidrólise dos triglicerídeos, realizada pelas lípases são sintetizadas após a germinação. A atividade ótima dessas enzimas é a pH 4, diminuindo após a germinação, exatamente quando ocorre a mobilização dos triglicerídeos. Ferreira e Borghetti (2004), sugerem que tais lipases não estão associadas à mobilização de triglicerídeos e ressaltam ainda que lipases com atividade ótima a pH neutro aumentam de atividade durante a mobilização dos triglicerídeos, ou seja, após a germinação.
As sementes passam por três etapas principais durante a germinação que são: embebição, processo bioquímico preparatório e emergência propriamente dita. A embebiçao envolve a ativação da respiração e das demais etapas do metabolismo. Em seguida as sementes são induzidas ao crescimento com rápida reativação da atividade respiratória e expansão das mesmas, causando em algumas variedades a quebra do tegumento. E por fim, acontece a protrusão da raiz primária levando rapidamente à germinação visível.
A embebição é essencialmente um processo físico relacionado às características de permeabilidade do tegumento e das propriedades dos colóides que constituem as sementes, cuja hidratação é uma de suas primeiras conseqüências (IPEF, 2010).
Marcos Filho (2005) resume que a água é fundamental para o metabolismo celular durante a germinação por pelo menos três motivos: para a atividade enzimática, para a solubilização e transporte das reservas e como reagente em si, principalmente na digestão hidrolítica das substâncias de reserva armazenadas na semente.
O processo bioquímico preparatório envolve principalmente a respiração celular, que juntamente com a atividade enzimática e de organelas celulares e a síntese de proteínas contribuem para o desenvolvimento normal do processo de germinação e preparo para o crescimento subseqüente.
A respiração celular é um fenômeno que consiste basicamente na liberação de energia química acumulada nas moléculas de diversas substâncias orgânicas, como carboidratos e lipídios (MARCOS FILHO, 2005). Onde nesse processo, observa-se a oxidação – aeróbica e anaeróbica – de compostos de alto teor energético e a conseqüente substancias de menor conteúdo energético, como gás carbônico e água.
A respiração aeróbica é basicamente compreendida por três etapas: a glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.
A glicólise é apenas o primeiro passo para a oxidação dos carboidratos completada no ciclo de Krebs (que ocorre na matriz mitocondrial, liberando maior quantidade de energia) e na cadeia respiratória (constituída por uma seqüência de reações de oxirredução). A glicólise se torna indispensável porque prepara os substratos para o ciclo de Krebs e tem finalidade da rápida produção de ATP, em condições de anaerobiose, garantindo o início das atividades metabólicas rumo à germinação.
Grande parte dos lipídios existentes geralmente é decomposta por ação de lipases e depois convertida em hidratos de carbono solúveis. Estes não são encontrados durante as ultimas fases da germinação, em quantidade equivalente ao amido ou a outros hidratos de carbono de reserva, decompostos durante o processo, indicando que grande parte desses compostos é consumida durante a respiração ou assimilada na formação de hidratos de carbono constituintes da parece celular.
Todos os processos relacionados à mobilização de reservas em sementes mostram que as plantas encontraram vários meios de armazenar reservas, assim como posicionar essas reservas em um local até seu uso, mostrando que a evolução da espécie também aconteceu com as plantas. Ferreira e Borghetti (2004), citam que o processo de germinação e estabelecimento da plântula tenha sido um dos fatores preponderantes no sucesso que as mono e dicotiledôneas obtiveram no decorrer dos últimos 100 milhões de anos, ocupando grande parte de nosso planeta.
O tema germinação e todos os seus processos bioquímicos ainda é uma incógnita para os pesquisadores e cientistas. O que não quer dizer que esse assunto seja vago, mas sim que essa área se tem muito o que pesquisar e concluir ainda, como podemos ver em vários autores que não há um consenso para esse assunto.
Além do mais, tudo que foi descrito ate então deixa claro que a germinação é uma das fases mais criteriosas na agricultura. É um processo simples, mas que exigirá o máximo de atenção do produtor e de todos os profissionais envolvidos.
IPEF. Informativos Sementes IPEF – Abril 1998. 2p. Disponível em <http://w.ipef.br/tecsementes/germinacao.asp>. Acesso em: 25 maio 2010.
FERREIRA, Alfredo Gui; BORGHETTI, Fabian (Orgs). GERMINAÇÃO: do básico ao aplicado. Porto Alegre: Artmed, 2004.
GUIMARÃES, Renato Mendes. Fisiologia de Sementes. 1999. 79p. Curso de Pós-Graduação "Lato Sensu" (Especialização) a Distância: Produção e Tecnologia de Sementes. UFLA/FAEPE, Lavras, 1999.