En una de las entradas ya he mencionado que las microalgas son grandes productoras de aceites, útiles en la producción de biodiesel, lo que sucede es que empiezan a producir los ácidos grasos sólo en condiciones de estrés.  Tradicionalmente, para incrementar el almacenaje de moléculas energéticas ( como los ácidos grasos) en todos los microorganismos, se ha recurrido a la privación de nutrientes en los medios de cultivo, como el N, P, o S, lo que imposibilita fabricar proteínas necesarias para que un organismo crezca y se multiplique, y por tanto no puede gastar la energía en estas funciones. La energía que se ahorra en el crecimiento es almacenada como moléculas de reserva (almidón), o lo que no interesa ahora, ácidos grasos. Es resumen, microalga j..a, microalga buena productora. Buena estrategia, fácil, pero tiene su trampa. La privación de nutrientes también lleva a relentizar la fotosíntesis, tan necesaria pàra fijar carbono y producir energía, ambos imprescindibles para la síntesis de cualquier molécula, incluidos los ácidos grasos (mira la entrada anterior).

La ingeniería genética busca otros métodos de aumentar la síntesis de ácidos grasos, éstos métodos consisten en generar organismos con rutas metabólicas alteradas, de forma que obtenemos un organismo superproductor. Ahora me decís para, para, que dices, ¿ruta meta… qué? vamos introducir un concepto muy útil para comprender la vida: la ruta metabólica. En la entrada acerca de la fotosíntesis mencione que las plantas tomaban CO2, y lo convertían en moléculas complejas (fijación del carbono), obviamente eso no ocurre en un paso, sino se trata de un proceso complejo, con muchas reacciones químicas, catolizadas (ayudadas) por diversas enzimas (máquinas celulares). Tal como reza la Wikipedia:

En bioquímica, una ruta metabólica o vía metabólica es una sucesión de reacciones químicas que conducen de un sustrato inicial a uno o variosproductos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios. Por ejemplo, en la ruta metabólica que incluye la secuencia de reacciones:

 

A     →     B     →    C     →     D     →    E

A es el sustrato inicial, E es el producto final, y B, C, D son los metabolitos intermediarios de la ruta metabólica.

Echemos el vistazo  a las rutas metabólicas que permiten a las microalgas la síntesis de ácidos grasos:

Metabolismo lipidico de las microalgas

Metabolismo lipídico de las microalgas

La imagen es compleja y además está en inglés, lo sé, pero vamos a ver cosas clave. El óvalo salmón con cositas verdes dentro es el cloroplasto (plastid, ya sabéis un poco más de inglés je je). El cloroplasto toma el CO2 y éste es convertido en el ciclo de Calvin (una ruta metabólica compleja que aparece como un círculo) la molécula de 3PGA, o ácido 3- fosfoglicérico, de tres carbonos. El 3PGA, o bien se condensa en una molécula de glucosa (seis carbonos), o bien se convierte en el piruvato, otra molécula de tres carbonos. Hay que mencionar que las moléculas de glucosa también pueden romperse para producir el piruvato. El piruvato se convierte, en dos pasos de catálisis enzimática con la necesaria presencia de la biotina (vitamina B7), en malonil – CoA, una molécula sobre la cual poder construir un ácido graso, de lo se encargan las enzimas de “ciclo de síntesis de ácidos grasos”. En dicho ciclo el malonil CoA, que es una molécula de ácido málico “activada” o preparada para la reacción por acetil CoA (molécula clave en muchas rutas metabólicas), se enriquece en carbono y hidrógeno, se alarga y se convierte en lo que se denomina “ácido graso libre”. Después los ácidos grasos libres son trasladados al citosol, donde se condensan con las moléculas de glicerol, para formar los triacilgliceridos ( grasas ) o TAG, que son depositados en forma de “cuerpos lipídicos ” (TAG lypid body) en el cuerpo de la microalga, lo cual convierte al microalga en el contenedores de grasas.

Con esta maraña de reacciones tienen que trabajar los científicos para aumentar la sintesis de ácidos grasos o triacilglicéridos, ambos tipos de moléculas útiles para la producción de biodiesel.

¿Se os ocurre que podríamos modificar para producir un alga superproductor, mutante, transgénico? De esto hablaremos en la siguiente entrada. Y no olvidéis, un mutante tiene alterados sus propios genes, un transgénico posee genes de organismos distintos a él.

 

 

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