Quitina
La quitina (del grec: χιτών, quitón o corfoll) és un carbohidrat que forma part de les parets celulars dels fongos, del resistent exoesquelet dels artròpodes i alguns orgues d'atres animals com les quetas d'anèlits o els perisarcos de cnidarios.[1] La primera persona que va conseguir descriure correctament la seua estructura química va ser Albert Hofmann.
La quitina és un polisacàrit compost d'unitats de N-acetilglucosamina (exactament, N-acetil-D-glucos-2-amina). Estes estan unides entre sí en enllaços β-1,4, de la mateixa forma que les unitats de glucosa componen la celulosa.[2] Aixina, pot pensar-se en la quitina com en celulosa en el grup hidroxilo de cada monòmer reemplaçat per un grup d'acetilamina. Açò permet un increment dels enllaces de hidrogen en els polímeros adjacents, donant-li al material una major resistència.
És el segon polímero natural més abundant despuix de la celulosa.[3] És usada com a agent floculante per a tractament d'aigua, com a agent per a curar ferides, com espesante i estabilisador en aliments i medicaments, com resina d'intercanvi iònic. És altament insoluble en aigua i en solvents orgànics pels enllaços de hidrogen que presenta la molècula. La quitina es torna soluble en àcits inorgànics diluïts quan pert l'acetilo del grup acetilamino, convertint-se en quitosano.
La quitina no forma no obstant partix de les closques dels moluscs gasteròpodes. Estes estan formades per una combinació de nacre, conquiolina, aragonito i carbonat de calcio.
Etimologia
[editar | editar còdic]La paraula quitina deriva de la paraula grega χιτών (khitōn) que significa coberta.
Aspectes químics, propietats físiques i funció biològica
[editar | editar còdic]
L'estructura de la quitina va ser determinada per Albert Hofmann en 1929. Hofmann hidrolizó la quitina utilisant una preparació crua de l'enzima quitinasa, que va obtindre del caragol Helix pomatia.[4][5][6]
La quitina és un polisacàrit modificat que conté nitrogen; se sintetisa a partir d'unitats de N-acetil-D-glucosamina (concretament, 2-(acetilamino)-2-desoxi-D-glucosa). Estes unitats formen enllaços covalente β-(1→4) (com els enllaços entre unitats de glucosa que formen celulosa). Per lo tant, la quitina pot descriure's com a celulosa en un grup hidroxilo en cada monòmer reemplaçat per un grup acetilamina. Açò permet un aument dels enllaços de hidrogen entre polímero adjacents, donant a la matriu de quitina-polímero una major resistència.
En la seua forma pura i sense modificar, la quitina és translúcida, flexible i prou resistent. No obstant, en la majoria dels artròpodes sol estar modificat i es presenta en gran medida com a component de materials composts, com l'esclerotina, una matriu proteica torrada que forma gran part de l'exoesquelet dels insectes. Combinada en carbonat de calcio, com en les closques de crustacis i moluscs, la quitina produïx un compost molt més fort. Este material compost és molt més dur i rígit que la quitina pura, i és més dur i menys trencadiç que el carbonat de calcio pur.[7] Una atra diferència entre les formes pures i compostes es pot vore comparant la paret corporal flexible d'una oruga (principalment quitina) en l'élitro rígit i llauger d'un escarabat (que conté una gran proporció de esclerotina).[8]
En les escamas de les ales de les palometes, la quitina està organisada en piles de giroides construïts en cristals fotònics de quitina que produïxen varis colors iridiscents que servixen de senyalisació i comunicació fenotípica per al apareamiento i la busca d'aliment. L'elaborada construcció de quitina giroide en les ales de les palometes crea un model de dispositius òptics en potencial per a innovacions en biomímesis.[9] Els escarabats del gènero Cyphochilus també utilisen quitina per a formar escamas extremadament primes (de cinc a quinze micrómetros de gruixa) que reflectixen de manera difusa la llum blanca. Estes escamas són rets de filaments de quitina ordenats aleatoriament en diàmetros de l'orde de centenars de nanómetros, que servixen per a dispersar la llum. Es creu que la dispersió múltiple de la llum influïx en l'inusual blancor de les escamas.[10][11] Ademés, algunes avespes socials, com Protopolybia chartergoides, secretan per via oral material que conté predominantment quitina per a reforçar les envoltura exteriors del niu, compostes de paper.[12]
El quitosano es produïx comercialment per mig de la desacetilaació de la quitina; El quitosano és soluble en aigua, mentres que la quitina no ho és.[13]
S'han fabricat nanofibrillas utilisant quitina i quitosano.[14]
Humans i atres mamífers
[editar | editar còdic]Els humans i atres mamífers tenen quitinasa i proteïnes similars a quitinasas que poden degradar la quitina; també posseïxen varis receptors inmunitario que poden reconéixer la quitina i els seus productes de degradació, iniciant una resposta inmunitario.
La quitina es detecta principalment en els pulmons o el tracto gastrointestinal, a on pot activar el sistema immunològic innat a través d'eosinòfils o macrófagos, aixina com una resposta immune adaptativa a través de cèlules T colaboradores. Els queratinocitos de la pell també poden reaccionar a la quitina o a fragments de quitina.
Plantes
[editar | editar còdic]Les plantes també tenen receptors que poden causar una resposta a la quitina, a saber, el receptor quinasa 1 del elicitor de quitina i la proteïna d'unió al elicitor de quitina. El primer receptor de quitina es va clonar en 2006.[15] Quan els receptors són activats per la quitina, s'expressen gens relacionats en la defensa de les plantes i s'activen les hormones jasmonato, que a la seua volta activen les defenses sistemàtiques.[16] Els fongos comensals tenen formes d'interactuar en la resposta immune del hoste que, en 2016, no s'entenien be.[15]
Alguns patógenos produïxen proteïnes d'unió a quitina que emmaixqueren la quitina que desprenen d'estos receptors.[16][17] Zymoseptoria tritici és un eixemple d'un patógeno fúngico que té tals proteïnes bloqueadoras; és una plaga important en els cultius de blat.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ McGavin, George C. (2000). Insectes arrapes i atres artròpodes terrestres, Barcelona Omega, pp. 11. ISBN 84-282-1201-5.
- ↑ VV.AA. (2004). Biologia molecular de la cèlula (4 ed.), Barcelona: Omega.
- ↑ Vore en: Trends in Food Science & Technology 1999, 10, 37-51
- ↑ (1929).«Über donen enzymatischen Abbau dones Chitins und Chitosans (Sobre la degradació enzimàtica de quitina i quitosano)».University of Zurich.
- ↑ “Polysaccharide XXXIX. Über donen enzymatischen Abbau von Chitin and Chitosan I” (de) (1929). Helvetica Chimica Acta 12: 616–637. doi:.
- ↑ “In Memoriam: Albert Hofmann (1906-2008)” (2008). CHIMIA 62: 444–447. University of Zurich. doi:.
- ↑ Campbell, N. A. (1996) Biology (4th edition) Benjamin Cummings, New Work. p.69 ISBN 0-8053-1957-3 (anglés)
- ↑ Gilbert, Lawrence I. (2009). Insect development : morphogenesis, molting and metamorphosis, Amsterdam Boston: Elsevier/Academic Press. ISBN 978-0-12-375136-2.
- ↑ Saranathan V, Osuji CO, Mochrie SG, Noh H, Narayanan S, Sandy A, Dufresne ER, Prum RO (2010). “Structure, function, and self-assembly of single network gyroid (I4132) photonic crystals in butterfly wing scales”. Proc Natl Acad Sci O S A 107 (26): 11676–81. doi:. PMID 20547870. Bibcode: 2010PNAS..10711676S.
- ↑ Dasi Espuig M. «Beetles' whiteness understood». BBC News: Science and Environment.
- ↑ “Bright-white beetle scales optimise multiple scattering of light” (2014). Scientific Reports 4: 6075. doi:. PMID 25123449. Bibcode: 2014NatSR...4E6075B.
- ↑ “Nest materials and some chemical characteristics of nests of a New World swarm-founding polistine wasp, Polybia pauliste (Hymenoptera Vespidae)” . Ethology Ecology & Evolution 13 (4): 351–360. doi:. ISSN 0394-9370.
- ↑ “Bio-based materials with novella characteristics for tissue engineering applications - A review.” . International Journal of Biological Macromolecules 98: 837–846. doi:. PMID 28223133.
- ↑ “Biogenic nanomaterials from photosynthetic microorganisms.” . Current Opinion in Biotechnology 33: 23–31. doi:. PMID 25445544.
- ↑ 15,0 15,1 “The battle for chitin recognition in plant-microbe interactions.” . FEMS Microbiology Reviews 39 (2): 171–83. doi:. ISSN 0168-6445. PMID 25725011.
- ↑ 16,0 16,1 “A Review of the Applications of Chitin and Its Derivatives in Agriculture to Modify Plant-Microbial Interactions and Improve Crop Yields” (en) . Agronomy 3 (4): 757–793. doi:.
- ↑ “Convergent evolution of filamentous microbes towards evasió of glycan-triggered immunity.” . The New Phytologist 212 (4): 896–901. doi:. PMID 27329426.
Bibliografia
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Quitina» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.