El zinc (Zn) es un micronutriente esencial para las plantas, necesario para funciones como la activación de enzimas, la síntesis de proteínas, la regulación del crecimiento y el mantenimiento de la integridad estructural de membranas y ácidos nucleicos. Aunque se requiere en pequeñas cantidades, su deficiencia afecta gravemente el desarrollo vegetal, mientras que su exceso puede ser tóxico. La absorción y el transporte del zinc son procesos regulados con precisión para garantizar un suministro adecuado y evitar acumulaciones nocivas.
La absorción del zinc ocurre en las raíces, principalmente en la rizósfera, donde el zinc se encuentra predominantemente en forma de Zn²⁺. La disponibilidad de este ion depende del pH del suelo, la textura, el contenido de materia orgánica y la presencia de otros cationes que pueden competir por su absorción. En suelos ácidos, el zinc es más soluble y biodisponible, mientras que en suelos alcalinos o calcáreos tiende a precipitar en formas menos accesibles para las plantas.
El transporte del zinc hacia el interior de las células radiculares está mediado por transportadores específicos localizados en la membrana plasmática. Los principales transportadores pertenecen a las familias ZIP (Zinc/Iron-Regulated Transporter-Like Protein) y HMA (Heavy Metal ATPase). Los transportadores de la familia ZIP son responsables de la captación de zinc en condiciones de baja disponibilidad, funcionando como sistemas de alta afinidad para Zn²⁺. Por otro lado, las ATPasas de tipo HMA participan en la movilización intracelular del zinc y en la detoxificación mediante su acumulación en vacuolas.
Una vez absorbido por las raíces, el zinc es transportado a través del sistema vascular. En el xilema, el zinc se moviliza principalmente en forma de complejos con compuestos orgánicos, como ácidos orgánicos (citrato y malato) o aminoácidos, que lo estabilizan y previenen su precipitación. Este transporte está impulsado por el flujo transpiratorio, lo que permite que el zinc llegue a las partes aéreas de la planta, como hojas, tallos y órganos reproductivos.
En los tejidos aéreos, el zinc se redistribuye a través del floema para satisfacer las demandas metabólicas de los órganos en crecimiento o en desarrollo, como frutos y semillas. Dentro de las células, el zinc se localiza en diversos compartimentos, incluyendo cloroplastos, mitocondrias y vacuolas, donde desempeña funciones específicas. En los cloroplastos, por ejemplo, es crucial para la actividad de la enzima superóxido dismutasa (Zn-SOD), que protege a las células del daño oxidativo.
El zinc también juega un papel importante en la regulación de la expresión génica, actuando como cofactor en la activación de factores de transcripción con “dedos de zinc”. Estos factores son esenciales para procesos como la división y expansión celular, así como para la respuesta a estrés abiótico.
La homeostasis del zinc en las plantas es fundamental para evitar deficiencias o toxicidad. En condiciones de baja disponibilidad, las plantas incrementan la expresión de genes relacionados con transportadores ZIP y secretan compuestos quelantes a la rizósfera para aumentar la solubilidad del zinc. Por el contrario, en situaciones de exceso, el zinc puede ser almacenado en vacuolas o excluido activamente de las células mediante bombas de eflujo para prevenir su acumulación tóxica en el citoplasma.
El zinc interactúa con otros nutrientes metálicos como el hierro (Fe), el manganeso (Mn) y el cobre (Cu), ya que comparten mecanismos de transporte y almacenamiento. Estas interacciones pueden provocar deficiencias secundarias si hay un desequilibrio en la disponibilidad de estos nutrientes.
En resumen, la absorción y el transporte del zinc en las plantas son procesos complejos y finamente regulados, que involucran transportadores específicos, movilización en forma de complejos orgánicos y almacenamiento en compartimentos intracelulares. Este control asegura que el zinc esté disponible en las cantidades adecuadas para cumplir sus funciones esenciales en la fisiología vegetal.