METABOLISMO CELULAR. 6CO H 2 O + energía lumínica => C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O

Transcripción

1 METABOLISMO CELULAR Metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de una célula. Estas reacciones ocurren de manera ordenada y se interconectan gracias a compuestos químicos que funcionan como intermediarios. El metabolismo celular está muy bien regulado, las reacciones ocurren únicamente cuando es necesario. El metabolismo tiene dos fases: CATABOLISMO Y ANABOLISMO. CATABOLISMO: conjunto de procesos degradativos. Transforman moléculas complejas en moléculas más simples. Los procesos de degradación liberan energía (SON EXERGÓNICOS). 1) Degradación para obtener energía: por ejemplo respiración. 2) Transporte: transporte activo y transporte en masa. 3) Movimiento: por cilias, por flagelos y todos los tipos de movimiento que permite el citoesqueleto. ANABOLISMO: conjunto de procesos de síntesis. Transforman moléculas simples en moléculas complejas. Los procesos de construcción consumen energía (SON ENDERGÓNICOS) 1) BIOSÍNTESIS: construcción de todas las moléculas orgánicas. 2) FOTOSÍNTESIS FOTOSÍNTESIS Proceso específico de autótrofos fotosintetizadores Ecuación generalizada: CO 2 + 2H 2 A + energía lumínica => (CH 2 O) + H 2 O + 2ª En la fotosíntesis A= oxígeno 6CO H 2 O + energía lumínica => C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O Esquema global de la fotosíntesis ETAPA FOTOQUÍMICA: depende de la luz y ocurre en los tilacoides. En esta etapa se transforma la energía lumínica en energía química guardada en los intermediarios ATP y NADPH. Consume agua (H 2 O) y libera O 2. ETAPA BIOQUÍMICA: es independiente de la luz y ocurre en el estroma. En esta etapa se reduce el dióxido de carbono para formar gliceraldehido (un azúcar de 3 carbonos). Se usa la energía del ATP y el poder reductor del NADPH. Consume CO 2 y libera aldotriosas. COENZIMA NADP + /NADPH ETAPA FOTOQUÍMICA O DEPENDIENTE DE LA LUZ. Los fotosistemas son asociaciones de muchas clorofilas. Una clorofila es la principal y las otras se encargan de amplificar la señal que recibe.

2 La clorofila es un pigmento capaz de excitarse con la luz solar. Cuando se excita pierde dos electrones. Los transportadores de electrones son proteínas que pueden recibir transitoriamente electrones liberados por otra molécula. Cadena de transporte de electrones: secuencia de transportadores de electrones de energía cada vez menor. El fotosistema I se excita por acción de la energía lumínica. Una de sus clorofilas pierde 2 electrones. Estos dos electrones son tomados por transportadores de electrones de energía decreciente. Finalmente son tomados por el NADP + (forma oxidada) que se transforma en NADPH + H + (forma reducida). Cuando el fotosistema II se excita, pierde dos electrones que son aceptados por el primer transportador de energía de la cadena de transporte de electrones. Estos dos electrones continúan pasando a transportadores de electrones de energía cada vez menor. Finalmente son tomados por el fotosistema I que ahora está listo para volver a excitarse (porque recuperó los dos electrones que había perdido por excitarse con la luz). Cuando el FSII se excita, una molécula de agua se rompe liberado 2 H + y dos electrones que reconstituyen el fotosistema II. Este proceso se conoce como fotólisis del agua. Fotofosforilación: Cuando los electrones viajan del FSII al FSI pierden energía. Esta energía es usada por los transportadores de electrones para bombear H + desde el estroma hacia el espacio tilacoide. Se genera un gradiente quimiosmótico. La proteína ATP sintetasa aprovecha la energía de este gradiente para fosforilar ADP y generar ATP. ADP + Pi + energía ATP RESUMEN: la etapa fotoquímica produce ATP (energía) y NADPH (poder reductor) como productos principales y O 2 como subproducto. ETAPA BIOQUÍMICA O INDEPENDIENTE DE LA LUZ El ciclo de Calvin o de los ácidos tricarboxílicos aprovecha el ATP y el

3 NADPH generados durante la etapa dependiente de la luz para reducir (transformar) CO 2 a glucosa. La enzima principal de este ciclo es RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa). Su función principal es captar CO 2 y unirlo al primer compuesto del ciclo, la ribulosa difosfato (FUNCION CARBOXILASA). Cada 6 vueltas del ciclo de Calvin se produce una ganancia de 6 nuevos carbonos fijados (se produce una nueva molécula de glucosa). La ecuación general del ciclo de Calvin es: 6CO2 + 12(NADPH + H + ) +18ATP => C6H12O6 + 18ADP + 12NADPH FOTORRESPIRACÓN La enzima RuBisCO tiene también función OXIGENASA, puede tomar O 2 y unirlo a la ribulosa bifosfato comenzando un proceso llamado fotorrespiración. Este proceso consume O 2, libera CO 2 y no produce energía: reduce la eficiencia de la fotosíntesis. Normalmente, cuando las plantas cierran sus estomas para conservar agua, se acumula O 2 y se produce un poco de fotorrespiración. En climas cálidos y secos, los estomas se abren muy poco. Las plantas que habitan en estos climas usan la estrategia de fotosíntesis C 4.

4 Las plantas C4 secuestran el CO 2 en las células del mesófilo y lo transportan hacia las células de la vaina donde es liberado. En la vaina, la concentración de CO 2 es suficientemente alta como para que la fotosíntesis ocurra con buen rendimiento. Las plantas C3 no tienen cloroplastos en las células de la vaina y la fotosíntesis ocurre por completo en las células del mesófilo. Plantas CAM Plantas c4

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