¿Qué es y en dónde se encuentra?
La lignina es un compuesto de grupos aromáticos producto de la oxidación de los 4-hidroxifenilpropanoides. Los polímeros de lignina consisten básicamente de tres mognolinoles: p-hydroxyphenyl (H), guaiacyl (G) y syringyl (S). Están depositados predominantemente en las paredes de las células vegetales de segundo engrosamiento, razón por la cual son rígidas e impermeables.
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| Componentes de la lignocelulosa de las plantas terrestres: Hemicelulosa, celulosa y lignina. La composición de lignina varía en los diferentes tipos de plantas. Fuente: Becker et al (2019). |
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| Polímero de lignina formado las principales unidades: syringil (S), guaiacyl (G) y sinapyl (S). Fuente: Vanholme et al (2010) |
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| Ruta de biosíntesis de las principales unidades que constituyen la lignina. Fuente: Vanholme et al (2010) |
¿Qué rol desempeña en las plantas?
La producción de lignina puede ser ocasionada por diversas condiciones de estrés biótico y abiótico como: heridas o cortes, infección por patógenos, estrés metabólico y perturbaciones en la estructura de la pared celular vegetal (fenómeno de aposición de la pared celular). Sin embargo, también presenta un rol fundamental en el crecimiento y desarrollo de las plantas mediante el soporte mecánico de los órganos vegetales.
¿Su presencia es buena o mala?
Como tal la lignina juega un rol positivo en la resistencia de las plantas frente a la degradación ofrecida por los microorganismos, no obstante, los procesos de extracción de este polímero durante la obtención de papel o etanol son muy costosos. Además, la presencia de lignina en la pared celular de la célula vegetal reduce la digestibilidad del forraje para consumo animal. Por estas razones, las investigaciones en este campo se han enfocado en producir plantas que posean una menor cantidad de lignina en su composición para que sean más susceptibles a la degradación química. A pesar de ello, la integridad natural de las plantas queda amenazada al retirarse uno de sus mecanismos de defensa más importantes. No cabe duda que la investigación encontrará una solución a esto.
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| Estado de las investigaciones en el campo de la lignina (rojo) y de las patentes presentadas (verde). Se observa que ambos han estado aumentando a lo largo de la década pasada. Fuente: Bajwa et al (2019). |
¿Cuáles son los retos a alcanzar en la investigación de la lignina?
La investigación de la vía de biosíntesis de los ésteres nos podría brindar nuevas luces en la formación de complejos que sean más susceptibles a la degradación por temperatura o álcali que usualmente se emplean en las industrias. Asimismo, el modelado biomatemático estructural de la adición de nuevos monómero de lignina y su efecto en la degradación del complejo como tal, es un enfoque prometedor. Finalmente, algo muy importante es el estudio de los organismos modificados bajo ingeniería genética, que se vienen proponiendo en diversos estudios, en condiciones climáticas desfavorables o expuesto al ataque de patógenos; el reto más grande está en recrear estas condiciones de campo en el invernadero.
Referencias Bibliográficas
Bhuiyan, N. H., Selvaraj, G., Wei, Y., & King, J. (2009). Role of lignification in plant defense. Plant signaling & behavior, 4(2), 158–159. https://doi.org/10.4161/psb.4.2.7688
Bajwa, D. S., Pourhashem, G., Ullah, A. H., & Bajwa, S. G. (2019). A concise review of current lignin production, applications, products and their environment impact. Industrial Crops and Products, 139, 111526. doi:10.1016/j.indcrop.2019.111526
Vanholme, R., Demedts, B., Morreel, K., Ralph, J., & Boerjan, W. (2010). Lignin Biosynthesis and Structure. PLANT PHYSIOLOGY, 153(3), 895–905. doi:10.1104/pp.110.155119
Becker, J., & Wittmann, C. (2019). A field of dreams: Lignin valorization into chemicals, materials, fuels, and health-care products. Biotechnology Advances. doi:10.1016/j.biotechadv.2019.02.016
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