ANABOLISMOANABOLISMO

¿nutriente = alimento?¿nutriente = alimento?

Sin vida o con vida

microscópica

¿cómo sería un mundo sin ¿cómo sería un mundo sin fotosíntesis?fotosíntesis?

FOTOSÍNTESISFOTOSÍNTESIS

Sin O2 Sin ozono Sin mares

Sin ozono la luz UV divide el agua en oxígeno e hidrógeno. El oxígeno reaccionaría con el hierro de las rocas y las vuelve rojizas; el hidrógeno es más ligero que el resto de los gases y nuestra gravedad no puede retenerlo y se escabulliría al espacio. Así pudieron terminar los mares de Marte

¿QUIÉNES HACEN ¿QUIÉNES HACEN FOTOSÍNTESIS?FOTOSÍNTESIS?

TIPOS DE FOTOSÍNTESISTIPOS DE FOTOSÍNTESIS

• Fotosíntesis Fotosíntesis oxigénica:oxigénica:

• Fotosíntesis Fotosíntesis anoxigénica:anoxigénica:

2H2S + CO2 → [CH2O] + H2O + 2 SH2O + CO2 → [CH2O] + O2

Fotosíntesis:

REDUCCIÓNREDUCCIÓN → hace falta electroneselectrones → hace falta energíaenergía

NADPHNADPH ATPATP

FASES DE LA FOTOSÍNTESISFASES DE LA FOTOSÍNTESIS

Fase luminosaFase luminosa: obtención de ATP y NADPH: obtención de ATP y NADPH

Fase oscuraFase oscura: biosíntesis de mat. Orgánica a partir de CO2 : biosíntesis de mat. Orgánica a partir de CO2

REDUCCIÓNREDUCCIÓN → CICLO DE CALVINCICLO DE CALVIN

Fase luminosaFase luminosa

¿cómo conseguimos fabricar ATP ¿cómo conseguimos fabricar ATP y NADPH?y NADPH?

Transporte de electronesTransporte de electrones

Bombeo de protonesBombeo de protones

FASE LUMINOSAFASE LUMINOSA• Captación de la energía luminosa.

– Pigmentos– Fotosistemas:

• Complejos antena.• Centros de reacción (RC)

• Transporte electrónico dependiente de la luz (aceptor final NADP+).– Esquema en Z

• Síntesis de ATP (fotofosforilación).– Gradiente quimiosmótico de Mitchell– ATPasas– Tipos:

• Fosforilación acíclica• Fosforilación cíclica

VERDEVERDE: clorofila a

AZULAZUL: clorofila b

AMARILLOAMARILLO: xantofilas

• La luz es absorbida por la clorofilaclorofila y otros pigmentos (carotenoscarotenos, xantofilasxantofilas…). Las clorofilasclorofilas están unidas a proteínas intrínsecas de mb: antenas + centros de reacción = FOTOSISTEMASFOTOSISTEMAS.

• La energíaenergía de la luz se utiliza para producir un movimiento de electroneselectrones a través de una cadena de transporte situada en la mb de los grana.

• Este movimiento de electroneselectrones es aprovechado para:

1. Bombear HH++ al espacio interno de los grana → gradiente quimiosmótico → ATPasa → formación ATPATP.

2. Producir NADPHNADPH.

TRANSPORTE ELECTRÓNICO

FASE LUMINOSA BACTERIANAFASE LUMINOSA BACTERIANA

RESUMEN F. LUMINOSARESUMEN F. LUMINOSA

LA FASE OSCURALA FASE OSCURA

Ciclo de CalvinCiclo de Calvin

• Plantas C3Plantas C3

RUBISCO RUBISCO eucariotaseucariotas

8 dímeros: gris-blanco subunidades grandes, azul-rojo subunidades

pequeñas

RUBISCO RUBISCO procariotasprocariotas

2 dímeros

Destino del GA3P:Destino del GA3P:

5/6 continúan el CCCC y forman 3 moléculas de ribulosa-1,5-bifosfato.

1/6 sale del CCCC y se emplea para: la síntesis de biomoléculas mayores:

Si permanece en el cloroplasto: almidón, ácidos grasos y aminoácidos.

Si sale al citosol: sacarosa → vasos liberianos.

Obtención de energía → glucólisis

Rendimiento energético

6CO2+18ATP+12NADPH+12H20 →

C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP+

Plantas C3Plantas C3

FotorrespiraciónFotorrespiraciónLa enzima ribulosa bifosfato carboxilasaribulosa bifosfato carboxilasa

oxidasaoxidasa puede actuar de 2 maneras:

en presencia de COCO22:

en presencia de OO22:

Ciclo de Hatch y SlackCiclo de Hatch y Slack• Since every CO2 molecule has to be fixed twice, first by 4-carbon organic acid and second by RuBisCO, the C4 pathway uses more energy than the C3 pathway. The C3 pathway requires 18 molecules of ATP for the synthesis of one molecule of glucose, whereas the C4 pathway requires 30 molecules of ATP. This energy debt is more than paid for by avoiding losing more than half of photosynthetic carbon in photorespira-tion as occurs in some tropical plants, making it an adaptive mechanism for minimizing the loss.

Plantas C4Plantas C4

Plantas CAMPlantas CAM

CRASSULACEAN ACID METABOLISM

• PLANTAS SUCULENTAS

• DIFERENCIAS ENTRE LAS PLANTAS C4 Y LAS CAM

• Las plantas CAM concentran el CO2 temporalmente (día/noche)

• Las plantas C4 concentran el CO2 espacialmente (células del mesófilo/células de la vaina)

Síntesis de compuestos Síntesis de compuestos nitrogenadosnitrogenados

Síntesis de compuestos de Síntesis de compuestos de azufreazufre

Factores que influyen Factores que influyen en la fotosíntesisen la fotosíntesis

TemperaturaTemperatura[CO[CO22]]

[O[O22]]

Intensidad luminosaIntensidad luminosaColor de la luzColor de la luzEscasez de aguaEscasez de aguaFotoperiodosFotoperiodos

QuimiosíntesisQuimiosíntesis

• La quimiosíntesisquimiosíntesis es el proceso que transforma la materia inorgánica en materia orgánica utilizando la ener-gía libre procedente de las reaccio-nes reaccio-nes químicas exorgónicasquímicas exorgónicas.

La quimiosíntesisquimiosíntesis puede dividirse en dos fases, equivalentes a la fase luminosa y oscura de la

fotosíntesisfotosíntesis:

• Obtención de ATPATP y NADPHNADPH, a partir de la energía de las reacciones exorgónicas.

• Producción de materia orgánica, mediante el CCCC y el ATP y NADPH.

Según el tipo de comp reducido:

Bacterias nitrificantes Sulfobacterias Ferrobacterias Bacterias del hidrógeno, del metano… Bacterias fijadoras del nitrógeno.

Los organismos quimiosintéticos desarrollan un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicoslos ciclos biogeoquímicos.

Bibliografía

• http://www.biomedcentral.com/1471-2229/6/32/

• http://photosynthesis.peterhorton.eu/research/lightharvesting.aspx

• http://darkvstar.wordpress.com/ (god, magic and quantum universe)

• http://www.bioscience.org/2011/v16/af/3710/fulltext.asp?bframe=figures.htm&doi=yes