Mechanism of action from herbicides
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Anexo 1. Mecanismo de acción de las familias químicas a las que pertenecen los herbicidas Grupo I. Familia Química Ariloxifenoxi propionicos Cyclohexanodionas Herbicidas que afectan la síntesis de lípidos Ingrediente Activo Clodianofop-propargil Chalofop-butil Diclofop-metil fenoxaprop-P-etil fluazifop-P-butil haloxyfop-P-etoxietil propaquizafop quizalofop-p-etil Alloxidim Cletodim Cicloxidim Tralkoxidim Mecanismo de Acción Inhibidores de la acetil Coenzima A carboxilasa (ACCase) Son típicamente antigramíneos, comprende dos familias de productos, los ácidos ariloxifenoxipropiónicos y las ciclohexanodionas. Normalmente se formulan como ésteres de cadena corta, por lo cual, deben ser transformados a forma ácida, por medio de hidrólisis. Estos herbicidas afectan la síntesis de lípidos a través de la inhibición de la enzima carboxilasa de la acetil coenzima A, localizada en el protoplasto. Los tejidos jóvenes en expansión y los meristemos resultan ser los más sensibles. Se afecta esencialmente el sistema interno de membranas, de manera que las enzimas oxidativas e hidrolíticas del comportamiento lisosomal, son liberadas y actúan sobre los constituyentes citoplasmáticos, por esto, ocurre una completa destrucción de la célula. Grupo II. Herbicidas que destruyen las membranas celulares y afectan formación de pared celular. Familia Química Ingrediente Activo Mecanismo de Acción Inhibidores de la fotosíntesis en el Fotosistema-IBipiridilus Diquat (FSI) Paraquat Inhiben el proceso fotosintético interfiriendo en la reacción de Hill, en el flujo de electrones en el fotosistema I ó II. Estos herbicidas no son metabolizados por las plantas superiores. En especies tolerantes resultan reducidos interviniendo el aparato fotosintético, la luz y el oxígeno forman un radical libre (OH) o el peróxido (P2O2) los cuales aparentemente son los agentes tóxicos (radicales libres), provocando un rompimiento de las membranas del cloroplasto. Son herbicidas de contacto aplicados al follaje debido a que son retenidos con fuerza por los coloides del suelo. Causan una rápida desecación del follaje, seguida de necrosis. En la célula ocurre una rápida pérdida de integridad de la membrana celular y del cloroplasto; por esto el movimiento vía apoplasto es limitado, por el simplasto no ocurre movimiento. Si estuviera a disposición del sistema radical, podría haber algún movimiento vía apoplasto, no obstante se absorben a constituyentes celulares del parénquima cortical. Difenileter acifluorfen-Na aclonifen bifenox fluoroglicofen-etil fomesafen lactofen oxyfluorfen Flumioxazin Flumiclorac-pentil Flutiacet-metil Tidiazimin Carfentrazone Sulfentrazone Oxadiazon N-fenil-ftalimidas Tiadiazoles Triazolinonas Oxadiazoles Grupo II. El Paraquat no inhibe el transporte de electrones en el FSII, sino que más bien, se los quita a la ferredoxina provocándole su reducción y la liberación de radicales libres, y por ende, la peroxidación de las membranas. Inhibidores de la oxidasa del fotoporfirinogeno (PPO) Herbicidas que dañan las membranas celulares afectando su organización, permeabilidad y el transporte de iones debido a que inhiben la protoporfirinogeno-9-oxidasa que participa en la captura de luz provocando esa disrupción de la membrana celular. La inhibición de esa enzima provoca un aumento de la protoporfirina que pasa a su forma singulete que es realmente la que causa la muerte a las plantas susceptibles. La selectividad se basa en factores anatómicos y morfológicos, especialmente cuando se da una baja penetración en el interior de la planta. Son herbicidas de contacto que requieren la luz para actuar, la actividad de estos herbicidas mejora cuando se aplican en la oscuridad, al permitirse una mejor distribución del herbicida por la planta, activándose el proceso en presencia de la luz. Herbicidas que destruyen las membranas celulares y afectan formación de pared celular. Familia Química Nitrilos Diclobenil Ingrediente Activo Clortiamida Mecanismo de Acción Inhibidores de la síntesis de la pared celular (celulosa) Benzamida Isoxaben Herbicidas que afectan la formación de ATP y la respiración. Los que interfieren en la respiración pueden ser clasificados como agentes desaclopadores e inhibidores de la transferencia de energía de electrones. Los agentes desacopladores permiten el transporte de electrones pero paralizan la síntesis de ATP que debe existir en la membrana, para poder transportar protones. No existe evidencia de que sean metabolizados por las Familia Química Dinitrofenoles Ingrediente Activo DNOC Dinoseb Dinoterb Mecanismo de Acción plantas. Son herbicidas de contacto porque no ocurre transporte vía simplasto o apoplasto, eliminan a las plantas de dos formas: a- Si la dosis es alta, ocurre destrucción de la membrana celular de los tejidos tratados. b- Interfiriendo la formación de ATP, en la fosforilación oxidativa. Rompimiento de la membrana celular. Actua a nivel celular impidiendo la formación de ATP en la respiración mitocondrial, por lo tanto, son agentes desaclopadores e inhibidores de la transferencia de energía de electrones; además, inhiben otros muchos procesos fisiológicos tales como la síntesis de RNA y proteínas, síntesis de lípidos y fotosíntesis. Grupo III: Familia Química Dinitroanilinas Fosforoamidas Piridazinas Acido Benzoico Tiocarbamatos Fosforoditionato Benzofuran Acidos QuinolinCarboxilicos Cloroacetamidas Carbamatos Acetamidas Benzamidas Oxiacetamidas Carbamatos Benzileter Herbicidas que inhiben el crecimiento de las plantas. Ingrediente Activo benefina = benfluralina etalfluralina oryzalina pendimetalina trifluralina amidofos-metil butamifos Ditiopir Tiazopir DCPA=clortal-dimetil butilato Pebulato cicloato Prosulfocarb dimepiperato Tiobencarbo EPTC Triallato esprocarb Vernolato molinato Bensulide Ethofumesate TCA Dalapon acetoclor Metazaclor alaclor Metolaclor butaclor Pretilaclor dimetaclor Propaclor Carbetamida Difeanamida Napropamida propizamida=prona-mida tebutam Mefenacet Flutiamida Clorprofam Proflam Asulam Treflam Barban Cinmetilina Mecanismo de Acción Inibidores de la polimerización de la tubulina del ensamblaje de microtubulos. Son inhibidores generales del crecimiento, en especial de la elongación de las raíces, al bloquearse la produción adecuada de tubulina (principal componente del huso acromático), lo cual inhibe el ensamblaje adecuado de los microtúbulos, y el crecimiento cesa por no darse una adecuada división celular, en otras palabras se interrumpe la mitosis. Se ven afectados otros procesos fisiológicos, entre ellos están la síntesis de proteínas, formación de ceras de la cutícula y la síntesis de lípidos. El propanil es una excepción en éste grupo, puesto que actúa como inhibidor de la reacción de Hill, durante el proceso fotosintético. Inhibidores de la síntesis de lípidos – no inhibición de la ACCasa Herbicidas que interfieren con el brote, la germinación y el crecimiento de raíces y coleóptilo por interrumpir la actividad de numerosas enzimas al alterar sus grupos sulfídricos o aminos. Además interfieren en el metabolismo de los carbohidratos y lípidos. Inhibidores de la división celular Son inhibidores generales del crecimiento al afectar el metabolismo de los lípidos, la síntesis de proteínas y la formación de ceras de la cutícula. En gramíneas se absorben por el coleóptilo y en hojas anchas por las raíces y el brote. Afectan el crecimiento principalmente de las raíces. Inhibidores de la mitosis Inhiben la división celular al interrumpirse la polimerización de la célula en el proceso mitótico provocando una desorganización de los microtubulos. Grupo IV: Herbicidas que inhiben la fotosíntesis. Familia Química Triazinas Piridazinona Triazinonas Uracilos Fenil-carbamatos Ureas Amidas Nitrilos Benzotiadiazoles Fenil-piridazinas Ingrediente Activo Propazinas Ametrinas Atrazinas Simazinas cianazinas Terbumeton desmetrinas Terbutilazinas prometrinas Terbutrinas pirazon, cloridazon Hexazinonas Metamitron Metribuzin Bromacil Lenacil Terbacil Desmedifan Fenmedifam Clorobromuron Linuron clorotoluron Metabenziazuron cloroxuron Metobromuron dimefuron Metoxuron diuron Monolinuron etildimuron Neburon fluometuron Tebutiuron isoproturon Propanil bromoxinil ioxinil Benatazon Piridatos Mecanismo de Acción Inhibidores de la fotosíntesis en el fotosistema II (FSII) Inhiben el proceso fotosintético interfiriendo en la reacción de Hill, en el transporte de electrones en el fotosistema I ó II. En general, se da un cambio en la secuencia de aminoácidos serina por glicina lo que conlleva a la destrucción por fotooxidación de los carotenoides, por lo tanto, de la clorofila. Pueden ser degradados por plantas superiores, existiendo diferencias entre ellas en cuanto a la taza y velocidad de metabolización y pueden ser a través de algunos procesos como la dealquilación, conjugación o absorción. Cuando se aplican al suelo son absorbidos por el sistema radical y rápidamente transportados hacia las hojas, vía apoplasto (xilema). Cuando se aplican al follaje se comportan como herbicidas de contacto, al no poder movilizarse vía simplasto (floema), puede darse un significativo movimiento vía apoplasto funcionando como herbicida de contacto. Grupo V: Herbicidas con actividad hormonal. Familia Química Acidos fenoxicarboxilicos Acidos Benzoicos Ingrediente Activo 2,4-D 2,4-DB diclorfop, 2,4-DP MCPA MCPB mecoprop, MCPP Dicamba Acidos Piridino – carboxilicos Clopiralid Fluroxipir Picloram Triclopir Carboxilicos Quinclorac Quinmerac Mecanismo de Acción Disruptores del crecimiento celular. Auxinas sintéticas (acción probable hacia el ácido indolacético) El mecanismo de acción aún no es del todo claro, sobre todo porque no se sabe con certeza a cuales componentes se le pega la auxina. Estos herbicidas interfieren en la síntesis de ácidos nucleicos, controlando la síntesis proteíca en diferentes etapas, afectando la regulación de ADN durante la formación de ARN, efecto que puede ser alcanzado por la despresión de un gene o activación de ARN polimerasa, o simplemente afectar el mensaje del ARN a las proteínas. En general, se pierde el control del crecimiento por atrofia o malformación de los haces vasculares. Se caracterizan por tener una mayor fitotoxicidad hacia las dicotiledóneas y ciperáceas que hacia las gramíneas; actúan como reguladores del crecimiento; el transporte ocurre vía simplasto con los asimilados de la fuente de producción a los órganos en consumo o almacenamiento. Generalmente exhiben un corto efecto residual. Las gramíneas son tolerantes porque no tienen cambium, además los nudos y entrenudos dificultan la llegada del herbicida al sitio de acción. Grupo VI: Herbicidas que actúan sobre la producción aminoácidos y síntesis de proteínas. Familia Química Glicinas Ingrediente Activo Glifosato Sulfosato Mecanismo de Acción Inhibidores de la EPSP sintetasa Afecta la síntesis de proteína, la formación de vitamina, ligninas, alcaloides y fenoles, los cuales se sustituyen en el citoplasma para trasladarse al cloroplasto. El glifosato inhibe la enzima EPSP (ácido – 5 –enolpiribil chiquímico, 3 fosfato sintetasa), que provoca la evolución del ácido chiquímico e inhibe la síntesis de aminoácidos como triptofano, tirosina y fenilolamina. Son herbicidas de amplio espectro (animales y personas) y no selectivos. Posemergente a la maleza. Se utiliza en aplicaciones de presiembra o preermergencia a cultivos en mínima labranza. Es relativamente no persistente, de preferencia para el combate de malezas perennes de propagación vegetativa. Su absorción es vía foliar. Sulfonilureas amidosulfuron azimsulfuron bensulfuronmetil corimuron-etil clorsulfuron cinosulfuron etametsulfuronmetil etoxisulfuron fenpirsulfuron flazasulfuron. Halosufuronmetil Imazosulfuron Metsulfuron-metil Nicosulfuron Oxasulfuron Primisulfuron-etil Prosulfuron Pyrazosulfuron-etil Rimsulfuron Sulfometuron-metil Sulfosulfuron Tifensulfuron-metil Triasulfuron Tribenuron-metil triflusulfuron-metil Imidazolinonas Imazameth Imazamethabens-metil Imazamox Imazapir Imazaquin Imazetapir Triazolopirimidinas Cloransulammetil Diclosulam Bispiribac Piribenzoxim Pirimidinil (tio) éteres Flumetsulam Metosulam Piritiobac-Na Piriminobac-metil Inhibidores de la acetolactato sintetasa (ALS) Herbicidas que afectan la síntesis de proteínas, aminoácidos de cadena ramificada (isoleucina, leucina y valina) y cambian la conformación de los mismos, al inducir su precipitación o inhibiendo la acción enzimática de la acetolactato sintetasa (ALS). Esta acción desencadena una disturbación total del metabolismo al interrumpir la síntesis proteica e interfiere con la síntesis de ADN y el crecimiento celular. Las especies sencibles rápidamente detienen el crecimiento, dado que trabajan en las zonas meristemáticas. En las plantas tolerantes (perennes) el herbicida es transportado hasta los órganos subterráneos de almacenamiento, eliminándolos. Estos herbicidas son de absorción foliar y radical y son rápidamente transportados por la planta, tanto vía xilema como floema, con acúmulo en las regiones meristemáticas. Poco tiempo después de la aplicación la planta sufre detención del crecimiento, apareciendo la sintomatología primero en las hojas y después el resto de la planta; la planta muere tiempo después. La selectividad puede darse por detoxificación metabólica del herbicida a compuestos no tóxicos. Grupo VI: Herbicidas que actúan sobre la producción de aminoácidos y síntesis de proteínas Familia Química Acido Fosfonico Ingrediente Activo Glufosinato de amonio Bialafos = bilanafos Mecanismo de Acción Inhibidores de la sintetasa de la glutamina Son herbicidas que inhiben la biosíntesis de glutamina, la cual funciona como fuente de amonio en gran cantidad de enzimas. Además actua sobre la fotosíntesis al inhibir la fotorrespiración y la formación de los aminiácidos histidina y metionina. Grupo VII: Herbicidas que actúan sobre pigmentos. Familia Química Piridazinona Ingrediente Activo Norflurazon Nicotinanilida Diflurazon Otros Triazole Fluridone Flurocloridone Flurtamone Amitrol Isoxazolidinona Clomazone Urea Fluometuron Mecanismo de Acción Inibidores de la biosintesis de carotenos (PDS). Interfieren en la formación de clorofila, ya sea, inhibiendo la síntesis de tifol, de carotenoides o del aminoácido histidina. Son aplicables al suelo o al follaje. El síntoma característico es el albinismo del follaje después de la aplicación. Se transportan tanto apoplasto como simplasto. Son herbicidas que toman importancia cuando las plantas estan expuestas al pleno sol y dependen de la intensidad lumínica, su efecto empieza a verse cerca de las dos horas cuando la cantidad de carotenoides ha disminuido lo suficiente.
