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StuDocu no está patrocinado ni avalado por ningún colegio o universidad. Metabolismo Biología e Introducción a la Biología Celular (Universidad de Buenos Aires) StuDocu no está patrocinado ni avalado por ningún colegio o universidad. Metabolismo Biología e Introducción a la Biología Celular (Universidad de Buenos Aires) Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo https://www.studocu.com/es-ar/document/universidad-de-buenos-aires/biologia-e-introduccion-a-la-biologia-celular/apuntes-de-clase/metabolismo/6061039/view?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo https://www.studocu.com/es-ar/course/universidad-de-buenos-aires/biologia-e-introduccion-a-la-biologia-celular/2975170?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo https://www.studocu.com/es-ar/document/universidad-de-buenos-aires/biologia-e-introduccion-a-la-biologia-celular/apuntes-de-clase/metabolismo/6061039/view?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo https://www.studocu.com/es-ar/course/universidad-de-buenos-aires/biologia-e-introduccion-a-la-biologia-celular/2975170?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo Capítulo 4 – Introducción al metabolismo La célula es una máquina química isotérmica y que constituye un sistema abierto en estado estacionario. La célula recupera energía química La energía libre que va a utilizar la célula para los distintos tipos de trabajo celular la recupera en forma de energía química, que es aquella contenida en los enlaces que realizan los átomos para construir moléculas, la que los mantiene unidos entre sí. ¿Todas las células obtienen del entorno el mismo tipo de energía? Existen células fotosintéticas y heterotróficas. Las primeras se caracterizan por utilizar la luz del sol como fuente de energía. La energía lumínica es absorbida por la clorofila y transformada en energía química. Por eso se las llamaautotróficas, ya que ellas mismas fabrican su alimento a partir de la energía lumínica absorbida. Las segundas,heterotróficas, son las que aprovechan del entorno la energía química contenida en diferentes moléculas orgánicas ricas en energía, como la glucosa. Ambos tipos recuperan la energía química y la centralizan en ATP, que es el transportador de energía química más importante en todos los organismos. ¿Qué es el ATP? Adenosina TriFosfato. El ATP pertenece al grupo de los nucleótidos, constituidos por una base nitrogenada constituida por uno o dos anillos de carbono, nitrógeno e hidrogeno principalmente, una pentosa o sea un monosacárido de cinco carbonos y una o varias moléculas de fosfato. El ATP posee como base nitrogenada a la adenina, como pentosa a la ribosa y tres moléculas de fosfato. El enlace entre el segundo y tercer fosfato es un enlace rico en energía y que al romperse libera una gran cantidad de ella. El aporte energético para forma ATP proviene de energía libre obtenida por la célula del entorno, la que entonces queda recuperada como energía química en este tercer enlace fosfato del ATP. ¿Qué ocurre con el ATP cuando se rompe su tercer enlace fosfato? Se libera una gran cantidad de energía que va a ser utilizada convenientemente por la celula en distintos trabajos. Otro producto es el ADP que es la molecula en que se convierte el ATP al perder su tercer grupo fosfato. La regeneración del ATP se consigue con la fosforilación del ADP, que requiere además de una molécula de fosfato un gran aporte energético para formar el enlace. Cuando la célula consume ATP está generando ADP y cuando toma energía libre del entorno, ese ADP es fosforilado a ATP, por lo que se forma un ciclo, denominado el ciclo del ATP. Por eso es un intermediario energético. Metabolismo celular El metabolismo intermediario o celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en el interior de la celula de manera ordenada, eficaz y especifica gracias a estar catalizadas cada una de ellas por enzimas específicas. Funciones especificas: 1. Obtención de energía química a partir de moléculas orgánicas combustibles o de la luz solar. 2. Convertir los principios nutritivos exógenos en precursores para las macromoléculas de la célula. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo 3. Ensamblar estos precursores para formar proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otros componentes. 4. Formar y degradar las biomoléculas necesarias para el cumplimiento de las funciones especializadas de la célula. Reacciones endergónicas: para que ocurran necesitan el aporte de energía aportada por el ATP. Reacciones exergónicas: para ocurrir liberan energía, que es tomada por el ADP para fosforilarse. Asi también aparece el papel de intermediario común del ATP, que realiza el acoplamiento energético de estos dos tipos de reacciones que ocurren en el metabolismo celular. Catabolismo y anabolismo Catabolismo: constituye la fase de degradación, en la cual las moléculas nutritivas complejas y relativamente grandes (glúcidos, proteínas, lípidos) que obtiene la celula del entorno o que tiene reservadas son degradadas a moléculas más sencillas. El objetivo es la obtención de la energía contenida, para formar ATP. Anabolismo: constituye la fase constructiva o biosintética del metabolismo, se produce la biosíntesis de todos los componentes moleculares de la célula a partir de precursores sencillos. Para lograrlo, se libera energía contenida en el ATP. Enzimas Las enzimas actúan como catalizadores biológicos que aumentan la velocidad con que ocurren ciertas reacciones químicas en intervienen en la interconversión de distintos tipos de energía. ¿Qué es una enzima? ¿Qué es un catalizador? Todas las reacciones químicas requieren superar cierta barrera energética para iniciarse, conocida como energía de activación, que es la cantidad mínima de energía necesaria para que se lleve a cabo una determinada reacción química. Está relacionada con la temperatura, ya que al aumentar, acelera la velocidad de las reacciones químicas por aumentar el número de choques entre las moléculas. Es necesario disminuir esos valores de energía para que las distintas reacciones puedan llevarse a cabo sin depender tanto de las temperaturas, ahí aparecen los catalizadores biológicos, como las enzimas de origen proteico y también se han encontrado moléculas de ARN con capacidad catalítica, llamadas ribozimas. Estos catalizadores logran acelerar las reacciones químicas al disminuir la energía de activación. Las moléculas sobre las que actúan se llaman sustratos y las que resultan de la reacción, productos. Características Las enzimas son excelentes catalizadores producidos por los seres vivos que logran acelerar las reacciones químicas llevadas a cabo por los sistemas biológicos. Son altamente específicas, participan de una determinada reacción química reconociendo y actuando sobre un sustrato en particular, por eso habrá una gran variedad de enzimas. Soneficientes en pequeñas cantidades. Se recuperan luego de la reacción y no alteran el equilibrio de las reacciones que catalizan, solo permiten que se alcance el equilibrio en un tiempo mucho menor. Las más comunes son de naturaleza proteica, por eso sus estructuras se verán afectadas por la temperatura y el pH, afectando su capacidad catalítica. Se verán sujetas a un gran número de controles celulares que serán capaces de afectartanto la actividad enzimática como la cantidad de enzima presente en la celula a través de la regulación de la expresión genética. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 Clasificación de las enzimas Enzimas simples: las que la parte proteica posee actividad catalítica por sí sola. Enzimas conjugadas: las que requieren de otra sustancia no proteica para alcanzar la capacidad catalítica. La parte proteica sola es inactiva y recibe el nombre de apoproteína. Y los otros componentes de distinta naturaleza, tienen el nombre de cofactores enzimáticos. Estos pueden ser: iones inorgánicos o una coenzima (molecula orgánica pequeña), como por ejemplo NAD, NADP, FAD, CoA. En aquellos casos en los que las coenzimas se encuentran unidas fuertemente a la parte proteica se las denomina grupos prostéticos. Una vez conjugada la apoenzima con su cofactor se obtiene la holoenzima. Reconocimiento del sustrato El primer paso es la unión entre la enzima y el sustrato, con la formación del complejo enzima- sustrato. La región de la enzima que interacciona se llama sitio activo, donde están ubicados los aminoácidos que participan en el proceso catalítico. Es indispensable mantener la estructura terciaria de la enzima para que sea catalíticamente activa. Las uniones que se forman entre la enzima y el sustrato son débiles: enlaces electrostáticos, de hidrogeno, fuerzas de van der Waals e interacciones hidrofóbicas. Así, la unión es reversible y la enzima puede recuperarse al final de la reacción. Hay dos modelos para describir el modo de interacción entre la enzima y el sustrato, distintas enzimas pueden actuar a través de distintos mecanismos, las dos son verdaderas. Modelo llave-cerradura: establece la existencia de una total complementariedad entre el sitio activo de la enzima y el sustrato sobre el cual actúa. Modelo de ajuste inducido: la complementariedad entre el sitio activo de la enzima y el sustrato se alcanza luego de la interacción entre ellos, es decir que hay un reconocimiento dinámico que involucra una modificación apreciable de los sitios activos de alunas enzimas al unirse con sus sustratos. Cinética enzimática Estudia la velocidad de las reacciones químicas catalizadas por enzimas. Asi se puede medir la cantidad de moléculas de producto formadas por unidad de tiempo, como también la cantidad de moléculas de sustrato desaparecidas en un tiempo determinado. En condiciones iniciales, la cantidad de sustrato no es un factor limitante y por lo tanto, la enzima puede trabajar a su mayor capacidad en la velocidad inicial. Luego, ésta va disminuyendo ya que cada vez hay menos sustrato y por lo tanto es menos probable su interacción con la enzima. Termina por alcanzar un estado de equilibrio en el cual la velocidad de formación de producto es igual a cero. Factores que afectan la cinética enzimática La velocidad de las reacciones químicas catalizadas por enzimas puede ser afectada por distintos factores: concentración del sustrato, de enzima, temperatura, pH, y presencia de inhibidores. Efecto de la concentración de sustrato sobre la cinética enzimática La velocidad “V” varía con la concentración de sustrato “S”. A bajas concentraciones de sustrato la velocidad aumenta de modo proporcional al aumento de la concentración del sustrato; cuando la concentración del sustrato es alta, la velocidad es prácticamente independiente y tiende a alcanzarse una velocidad máxima, que solo podrá ser aumentada aumentando la concentración Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo de enzima. A este estado en el cual todos los sitios activos están ocupados y se ha alcanzado la velocidad máxima se lo conoce como saturación. La concentración de sustrato necesaria para alcanzar la mitad de la velocidad máxima es igual a la Km de la enzima. Cuando menor sea el valor de la Km mayor será la afinidad de la enzima por su sustrato y viceversa. Ecuación de Lineweaver-Burk: es una línea recta con una ordenada al origen igual a 1/Vmax, una pendiente de Km/Vmax y la intersección con el eje de las abscisas corresponderá a -1/Km. Efecto de la temperatura sobre la cinética enzimática A bajas temperaturas, la velocidad de reacción también es baja, pero se incrementa a medida que la temperatura sube ya que se favorece la probabilidad de choques entre las sustancias involucradas. Luego de alcanzada la temperatura óptima (de mayor actividad), la actividad va disminuyendo. A bajas temperaturas la enzima se encuentra inactiva y a altas temperaturas se desnaturaliza. Todas las enzimas tendrán una temperatura óptima que en la mayoría de los casos coincide con la fisiológica. Efecto del pH sobre la cinética enzimática Al tomar o ceder protones se afecta la carga neta del aminoácido y esto produce atracciones y repulsiones. La actividad enzimática se encuentra modulada por el PH y en muchos casos puede considerarse un mecanismo de control ejercido por la celula. La sensibilidad al pH varía dependiendo de la composición de aminoácidos de la proteína en estudio. En muchos casos, en la interacción entre el sitio activo de la enzima y el sustrato, participan grupos cargados que son importantes tanto en el reconocimiento como asi también en la estabilización de la unión. Si estas cargas son modificadas, se verá afectada la capacidad de unión entre la enzima y el sustrato. Inhibición de la actividad enzimática Puede ser disminuida o suprimida completamente por la acción de diversas sustancias llamadas inhibidores enzimáticos. Ocurre en forma natural, siendo uno de los patrones normales de la biorregulación. Puede ser reversible o irreversible. Inhibición reversible El inhibidor se fija a la enzima dando por resultado una pérdida de la actividad. Puede ser de tres tipos: competitiva, no competitiva y acompetitiva. Inhibición competitiva El inhibidor competitivo tiene una similitud estructural con el sustrato y se combina irreversiblemente en el sitio activo donde debería unirse el sustrato. Cuando están presentes “S” e “I”, la enzima puede fijarse a “S” para formar “ES” o a “I” para formar “EI”, son excluyentes. La formación de “EI” reduce la concentración de enzima disponible, por tanto la velocidad de reacción disminuye. Este tipo de inhibición puede contrarrestarse incrementando la concentración de sustrato. Un inhibidor competitivo disminuye la afinidad de la enzima por su sustrato (el KM) pero no altera la Vmax, ya que esta se alcanza de todos modos a concentraciones elevadas de sustrato. Inhibición no competitiva Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 El inhibidor no competitivo y el sustrato pueden unirse simultáneamente a la enzima. Sus sitios de unión son diferentes y se puede formar “ESI”. Este es catalíticamente inactivo e incapaz de generar los productos de esta reacción. No se modifica la afinidad de la enzima por el sustrato (Km no varía) pero la Vmax disminuye notablemente. Inhibición acompetitiva El inhibidor acompetitivo se une exclusivamente al complejo “ES”, resultando un compuesto ternario “ESI” no productivo. Incrementando la concentración de sustrato se refuerza el efecto inhibidor, ya que se eleva la concentración de “ES” disponible para unirse a “I”. En presencia del inhibidor disminuyen Km y también Vmax. Inhibición irreversible Provocada por sustancias que producen un cambio permanente en la molecula de enzima, que pierde definitivamente su actividad. Por ejemplo el Pb2+, varios compuestos de mercurio y arsénico. Regulación de la actividad enzimática Tres niveles básicos de regulación de las enzimas: Regulación de la actividad catalítica (activación-inhibición) Regulación de la síntesis de enzimas (inducción-represión) Regulación de la degradación de las enzimas Regulación de la actividad catalíticaConsiste en modificar la actividad de las unidades de moléculas de enzimas preformadas, sin variar la cantidad de enzima ya sintetizada por la celula, lo que constituye un ahorro de energía importante. Varios factores contribuyen en este proceso: -sistemas multienzimáticos Existe una serie de etapas, llamadas vías metabólicas, cada una de ellas catalizada por una e enzima diferente; el producto formado será utilizado como sustrato por la enzima de la siguiente etapa. Cuando las enzimas están alineadas, se forma un sistema multienzimático, que posee la capacidad de autorregulación de su velocidad global de reacción. La enzima que cataliza la primera etapa actúa generalmente como reguladora del proceso, y tiene un control denominado retroinhibición o inhibición feed-back. La primera enzima disminuye su actividad cuando la concentración del producto final ha alcanzado un nivel suficientemente alto. La cadena entre en reposo y se evita la acumulación inútil de metabolitos. Cuando la concentración de producto desciende, la enzima se vuelve a activar. Aparentemente resulta más fácil inhibir una enzima que hacerla más activa, por eso las activaciones consisten en suprimir una inhibición previa. Sin embargo, también se postula una activación por precursor, donde el primer sustrato actúa como activador, ya sea de la primera o la ultima enzima de la secuencia. -efectos alostéricos A bajas concentraciones de sustrato la velocidad es baja, cuando la concentración de sustrato aumenta, la velocidad aumenta en forma marcada. Esta cinética es congruente con la presencia de dos o más subunidades polipeptídicas, y en consecuencia dos o más sitios de unión del sustrato. Entre las subunidades existe una relación tal que hace que la unión de la molecula de Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo sustrato en un sitio activo produzca un cambio conformacional, este se transmite a las otras subunidades facilitando la aptitud para recibir más sustrato. Esto se llama cooperatividad respecto de la concentración del sustrato. Esto ocurre con las llamadas enzimas alostéricas o reguladoras. Estas enzimas también pueden ser reguladas por otros modificadores diferentes del sustrato capaces de activarlas (modulador positivo) o inhibirlas (modulador negativo). Cuando el modulador es el sustrato, el efecto se llamahomotrópico, y si es distinto del sustrato, se llama heterotrópico. Para estas enzimas el fenómeno de fijación de ciertas sustancias en un sitio de su superficie puede ocasionar cambios en la conformación y actividad de otro sitio. Las enzimas que presentan este comportamiento se denominan alostéricas, y las sustancias que causan el efecto se llaman efectores alostéricos, ya se trate de inhibidores, aceleradores o de los propios sustratos. Se han propuesto dos modelos para explicar el alosterismo, el concertado y el secuencial. Probablemente el real sea un modelo intermedio. Modelo concertado: inicialmente las moléculas diferentes de la misma proteína existen en dos conformaciones distintas que están en el equilibrio entre sí, antes de unirse con el sustrato. Modelo secuencial: la fijación inicial de una molecula de sustrato a un sitio activo de cierta subunidad induce cambio de conformación en esta, los cuales provocan a su vez, cambios de conformación en otra subunidad. -Modificación covalente Reversible: algunas enzimas son reguladas por adición o sustracción de grupos unidos covalentemente. La ventaja de este tipo de regulación por enzimas interconvertibles radica en el hecho de que se puede ejercer a corto plazo, variando la proporción de la enzima activa, sin necesidad de remover la estructura proteica total. Irreversible: algunas enzimas se sintetizan en formas de precursores inactivos y son activadas a un tiempo y en un lugar fisiológicamente apropiado. Si este tipo de enzima fuera sintetizada en una forma activa dentro de la celula, seria potencialmente autodestructiva, desencadenando su acción proteolítica contra cualquiera de las otras proteínas. Los precursores enzimáticamente inactivos de las enzimas proteolíticas se denominan zimógenos. Carecen de sitio activo, la ruptura irreversible de uno o más enlaces peptídicos se traduce en una nueva conformación mediante la cual los residuos del sitio activo adoptan nuevas posiciones óptimas para la catálisis. -compartimentalización La localización de los procesos metabólicos en el citosol o en organelas facilita su regulación. Muchas enzimas por ejemplo asociadas al núcleo, están involucradas en el mantenimiento, renovación y utilización del aparato genético. -isoenzimas En un organismo y también en una celula, pueden existir variedades de una misma enzima con la misma actividad catalítica. Estas diferentes formas estructurales de una enzima se denominan isoenzimas. Regulación de la síntesis de enzimas Este tipo de regulación implica un cambio en la cantidad de moléculas de enzima. La síntesis puede ser inducida por sus propios sustratos y reprimida por sus productos a nivel genético. El objetivo es que las enzimas se sinteticen únicamente cuando sean necesarias. El resultado Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 consiste en un equilibrio entre el aumento en la síntesis del numero de moléculas de enzimas y la neutralización de este efecto. Este tipo de regulación es considerado relativamente burdo y lento frente a la regulación de la catálisis que es una forma más fina e instantánea para adecuar la actividad enzimática a los requerimientos celulares. Regulación de la degradación de enzimas La presencia o ausencia de sustratos y cofactores puede alterar la conformación de las enzimas haciéndolas más o menos susceptibles a su degradación. Multimodulación Los distintos tipos de regulación pueden coexistir, lo que ha generado el concepto de multimodulación los procesos de regulación catalítica y genética se pueden integrar en una misma via metabólica. Capítulo 10 – Transformaciones energéticas: respiración celular La energía es necesaria para mantener la estructura organizada del cuerpo, para realizar distintos trabajos como desplazarse en búsqueda de alimento y de pareja, ingerir y digerir el alimento y adaptarse a los cambios ambientales. Se necesita energía para crecer. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo Aceptando que la energía no se crea ni se destruye, ésta proviene de la energía de los enlaces químicos de la celulosa y la lignina, compuestos orgánicos característicos de los vegetales. Al romperse las uniones la energía potencial contenida en ellos se libera en forma de energía luminosa y energía calórica. La degradación de un compuesto orgánico produciendo dióxido de carbono y agua y liberando energía recibe el nombre de combustión, la cual solo ocurre en presencia del oxigeno. El alimento y la energía en los seres vivos La energía que posibilita la vida proviene de la combustión de las moléculas de alimento, proceso denominadorespiración celular, el cual ocurre en el interior de cada celula. En las células eucariontes, se produce en lasmitocondrias. Durante la respiración celular el alimento se “combustiona” produciendo CO2 y H2O, el cual es un proceso catabólico y exergónico. La respiración celular es un proceso ordenado y regulado, catalizado por enzimas, en el que la energía se libera en etapas. Durante el mismo, no se libera luz. Parte de la energía contenida en el alimento es transformada en forma de calor y el resto (aprox. 40%) es captada y utilizada para formar ATP a partir de ADP + Pi. La molecula de ATP contiene más energía que la molecula ADP, energía contenida entre el segundoy tercer fósforo. En los animales existen sistemas de órganos que incorporan el alimento del medio externo y lo distribuyen a cada una de las células. El sistema digestivo es el encargado de digerirlo, el circulatorio lo distribuye. El respiratorio se encarga de tomar oxigeno del aire e incorporarlo al cuerpo, y el circulatorio lo distribuye. En las plantas, el alimento se distribuye a través de un tejido denominado floema. Las mitocondrias El proceso de respiración celular ocurre en las mitocondrias, organelas citoplasmáticas rodeadas por membranas. La forma de la mitocondria es variable y depende tanto del tipo celular como asi también del estado funcional, por lo general son filamentosas o granulosas, aunque a veces se las ve como vesículas o bastones. En general, se encuentran localizadas en regiones de las células donde la demanda energética es mayor, en algunas células están fijas como en los espermatozoides, las células musculares y las células grasas. En las neuronas son especialmente numerosas en los terminales del axón desde donde se secretan los neurotransmisores. A medida que las células crecen, las mitocondrias aumentan de tamaño y se multiplican de manera semejante a como lo hacen las bacterias. Cuando las células se dividen, las mitocondrias se distribuyen en cantidades aproximadamente iguales entre las células hijas. La cantidad de mitocondrias está relacionada con el tipo de celula y con sus requerimientos energéticos. Las mitocondrias tienen ADN y toda la maquinaria necesaria para sintetizar proteínas. Sin embargo, la mayoría de las proteínas mitocondriales están codificadas en el ADN nuclear y se sintetizan en ribosomas que se encuentran en el citoplasma. Poseen dos membranas que difieren en su composición química y propiedades: la membrana externa y la membrana interna. Están casi paralelas, pero la interna posee numerosos plegamientos (crestas) que aumentan considerablemente la superficie de la misma. Entre las dos Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 membranas queda definido el espacio intermembrana. En el centro de la organela y limitado por las crestas mitocontriales, está la matriz mitocondrial, una cámara continua. La membrana externa posee una proporción de lípidos mayor que la membrana interna. Hay mayor concentración de colesterol y fosfatidilnositol. Es libremente permeable a los electrolitos, agua, sacarosa y moléculas de hasta 10000 Dalton. La membrana interna tiene una mayor proporción de proteínas que de lípidos. Es muy poco permeable a iones y a protones. Entre las proteínas que componen esta membrana se encuentran los distintos aceptores (Citocromos) que intervienen en el transporte de electrones. En su cara interna encontramos algunas partículas proteicas llamadas partículas elementales o F1, asociadas con la síntesis de ATP. La matriz mitocondrial es un gel denso con alta concentración de proteínas solubles que participan en el proceso de respiración celular y en la oxidación de ácidos grasos. También allí hay ribosomas del tipo procarionte y ADN circular. La respiración celular La respiración celular es un proceso de óxido reducción Es un proceso por el cual las moléculas orgánicas, especialmente glucosa, son degradadas a CO2 y H2O en presencia de O2. C6H2O6 + 6 O2 6 CO2 + 12 H2O + ENERGÍA Todo el proceso se divide en tres etapas. La primera, glicólisis, ocurre en el citoplasma y consiste en la ruptura de la molecula de glucosa en dos moléculas de 3 átomos de carbono. La segunda ocurre en la matriz mitocondrial, y se llama ciclo de Krebs (o del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos). La tercera es la cadena respiratoria que ocurre en la membrana mitocondrial interna. Además de la cadena se produce la fosforilación oxidativa, es decir la síntesis de ATP. La glucólisis Es la ruptura del “azúcar”. Un proceso catabólico constituido por nueve pasos enzimáticos en los cuales, una molecula de glucosa es oxidada hasta dos moléculas de acido pirúvico o pirúvico (3 carbonos), cada paso es catalizado por una enzima diferente, las nueve enzimas están en el citoplasma celular. El proceso es exergónico; parte de la energía es liberada en forma de calor mientras que otra parte es utilizada para la síntesis de ATP a partir de ADP y Pi. Finalmente se obtienen más moléculas de ATP que las que se utilizan para iniciar el proceso. Los electrones y protones que se producen durante esta primera oxidación de la glucosa pasan a reducir un compuesto denominado ácido nicotínadeníndinucleótido (NAD+), cuya forma reducida es NADH+H+. El NAD+ es una coenzima de las enzimas deshidrogenasas: los electrones liberados en la oxidación de la glucosa son transferidos al NAD+ quien en una etapa posterior los cede al O2. El ciclo de Krebs El acido pirúvico formado durante la glucólisis entra a la mitocondria atravesando libremente la membrana externa y también, por un mecanismo de simporte con protones, la membrana interna. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo Allí, las moléculas de pirúvico sufren una decarboxilación oxidativa en la que interviene una enzima que tiene varios cofactores, uno de los cuales es la Coenzima A. El acido pirúvico se transforma en una molecula de acetilo (2 carbonos) activado, se desprende una molecula de CO2 y se reduce una molecula de NAD+. Los acetilos se incorporan al ciclo de Krebs, que consiste en una serie de reacciones químicas al final de las cuales se regenera el compuesto inicial. Éste es un compuesto de 4 carbonos llamado ácido oxalacético. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa Las moléculas de NADH+ H+ se oxidan cediendo sus electrones y protones a una serie de aceptores que se encuentran embebidos en las crestas de la membrana mitocondrial interna. Estos aceptores son secuencialmente: el complejo NADH deshidrogenasa, la ubiquinona, el complejo citocromo b-c1, el citocromo c y el complejo citocromo oxidasa. Cuando el NADH+ H+ cede sus electrones al complejo NADH deshidrogenasa, vuelve a su estado oxidado, mientras que el complejo se reduce. Luego, éste se oxida al ceder su s electrones al segundo aceptor de la cadena. Así, los electrones van pasando de un aceptor a otro hasta llegar al O2 quien se reduce y junto a los H+ del medio se convierte en H2O. Este proceso libera energía que se utiliza para formar ATP a partir de ADP + Pi. El modelo quimiosmótico La energía liberada durante el pasaje de electrones a través de la cadena de aceptores es utilizada para bombear protones hacia uno de los lados de una membrana esencialmente impermeable a ellos. A medida que los electrones fluyen desde el complejo NADH deshidrogenasa hacia el O2, se produce un bombeo activo de protones hacia el espacio intermembrana, lo que genera un gradiente electroquímico. Los protones acumulados pueden fluir hacia el interior de la mitocondria a través del complejo ATP sintetasa, una proteína integral de la membrana interna que cumple la función de canal de protones y que además tiene actividad enzimática de ATP sintetasa. A medida que los protones fluyen, la energía acumulada en el gradiente electroquímico se transforma en energía química, es decir que se sintetiza ATP. Por cada par de electrones transferidos desde el NADH+H+ hasta el O2 se producen alrededor de 3 moléculas de ATP. Balance energético de la respiración celular Este proceso es muy eficiente ya que del 100% de la energía de las moléculas de alimento, el 40% queda atrapado en moléculas de ATP y en el gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial que facilita el transporte de sustancias a través de la misma. El resto de la energía es energía calórica, que contribuye a aumentar de temperatura en el interior de la celula y en sus alrededores, importante para la actividad enzimática. Laenergía de una molecula de glucosa alcanza para producir 38 ATPs. El ciclo de Krebs como nudo del metabolismo celular Además de ser el camino a través del cual se oxidan los monosacáridos, los aminoácidos y los ácidos grasos para obtener energía, también es una ruta de síntesis de compuestos. Los otros aminoácidos y todas las bases nitrogenadas pueden sintetizarse también a partir de los intermediarios de Krebs. Los ácidos grasos se oxidan completamente en el ciclo de Krebs. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 Al no poder sintetizar algunos aminoácidos y ácidos grasos, debemos incorporarlos obligatoriamente en la dieta: son los aminoácidos y ácidos grasos esenciales. La obtención de energía en ausencia de oxigeno En ausencia de oxigeno, hay muchos microorganismos actuales que son capaces de re oxidar el NADH+H+ reduciendo las moléculas de pirúvico formada en la glucolisis, procesos que reciben el nombre de fermentación. Una de ellas es la fermentación láctica cuyo producto final es el acido láctico. Ocurre en bacterias y algunas células animales, cuando la disponibilidad de oxigeno es escasa. También ocurre en células musculares y en glóbulos rojos. Otra fermentación es alcohólica, cuyo producto final es alcohol etílico y ocurre fundamentalmente en algunos hongos. Capítulo 9 – Transformaciones energéticas: fotosíntesis En presencia de luz las plantas retienen el dióxido de carbono del aire y lo incorporan a su cuerpo en forma de materia orgánica, y además producen oxigeno. Parte de la masa de los vegetales proviene del agua que absorben del suelo. Fotosíntesis Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo Es un proceso que utiliza la energía del Sol para sintetizar el alimento que permite mantener el funcionamiento, crecer y reproducirse, no solo a las plantas, sino también a casi todos los demás seres vivos del planeta. Durante la misma, se produce oxígeno que es el gas que la mayoría de los organismos necesita para respirar. La obtención de alimento Alimento: todo aquel compuesto orgánico que puede ser degradado por un ser vivo para obtener la energía que necesita y que sirve como materia prima para sintetizar los componentes de todas sus células y líquidos corporales. Todos los animales toman su alimento del ambiente en el que se encuentran, ingiriéndolo, degradándolo adecuadamente y distribuyéndolo a todas las células que conforman su cuerpo. Esta tarea es llevada a cabo por el sistema digestivo que degrada y absorbe el alimento, y por el sistema circulatorio que lo distribuye por todo el cuerpo. Todos los organismos que se alimentan de otros organismos reciben el nombre de heterótrofos. Las plantas, al igual que las algas y muchas bacterias, producen su alimento a partir de sustancias inorgánicas que toman del medio, fundamentalmente agua y dióxido de carbono. Estas sustancias reciben el nombre nutrientes. No son alimento porque de ellos no se obtiene energía. A estos organismos se los denomina autótrofos. La síntesis de alimento a partir de dióxido de carbono y agua es un proceso anabólico y es endergónico (solo puede ocurrir cuando hay energía disponible). Los organismos autótrofos son capaces de sintetizar sus alimentos utilizando la energía del Sol y por eso reciben el nombre de fotoautótrofos. La síntesis de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos, utilizando la energía lumínica, recibe el nombre de fotosíntesis. Durante la misma se libera oxígeno. La fotosíntesis ocurre en todas las células del cuerpo de bacterias fotosintéticas y en las algas. En los vegetales, la fotosíntesis ocurre en las células de las hojas y de los tallos jóvenes, de allí su color verde debido a la presencia de un pigmento denominado clorofila, encargado de captar la energía de la luz y transferirla al proceso de síntesis de alimento. En algunos casos las células fotosintetizadoras pueden tener color rojo, marrón o amarillo pues poseen gran cantidad de otros pigmentos. La luz y la síntesis del alimento Las características de la luz Modelo ondulatorio: las ondas electromagnéticas viajan en forma de onda a una velocidad de 300000 kilómetros por segundo. No todas las ondas son iguales ya que difieren en su longitud de onda (distancia que existe entre dos picos de dos ondas sucesivas. El sol emite una amplia gama de radiaciones electromagnéticas. La luz visible corresponde a las radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda mide aproximadamente entre 400 y 800 nanómetros. Cuanto menor es la longitud de onda de un tipo de radiación, mayor es la energía que posee. Las radiaciones que desprenden electrones de los átomos con los que chocan se denominan genéricamente radiaciones ionizantes. Las radiaciones de mayor longitud de onda que la luz visible solamente aumentan su energía cinética, su velocidad. La mayor parte de la energía emitida por el Sol corresponde a la luz y a los infrarrojos. Emite también una pequeña cantidad de radiaciones ultravioletas que son absorbidas en la atmósfera por el ozono. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 Cuando la luz pasa por un prisma óptico, las ondas que la conforman se separan y se obtiene una gama continua de colores que van del rojo al violeta, pasando por el naranja, amarillo, verde y azul. Modelo corpuscular: la energía de la luz se transporta en paquetes de fotones. Cuanto menor es la longitud de onda, mayor es la energía de los fotones. La luz es absorbida por la clorofila Todos los organismos fotosintéticos poseen clorofila que es capaz de atrapar la energía de la luz necesaria para sintetizar compuestos orgánicos. La clorofila es una porfirina semejante al grupo hemo. Su molecula lleva un ion de magnesio (Mg++), y posee una cola hidrofóbica de carbonos e hidrógenos a través de la cual se ancla firmemente a ciertas membranas biológicas. La clorofila refleja ciertas ondas de la luz y absorbe otras. Las reflejadas corresponden a las longitudes de onda de color verde y amarillo y absorbe principalmente las radiaciones correspondientes a los colores azul y rojo. Las moléculas de clorofila (que son anfipáticas), forman parte de membranas biológicas. En los organismos fotosintéticos procariontes, la clorofila se encuentra embebida en invaginaciones de la única membrana que poseen, es decir la membrana plasmática. En los organismos eucariontes, la clorofila está asociada a las membranas biológicas que se encuentran en el interior de organelas denominadas cloroplastos. Los cloroplastos Son organelas citoplasmáticas presentes en las células de las hojas y tallos jóvenes de las plantas y en las células de las algas. Generalmente son discoides, ovoides o esféricos aunque pueden ser espiralados o tener forma de copa. Las células de las plantas superiores poseen entre 20 y 40 cloroplastos, mientras que en ciertas algas existe un solo cloroplasto muy voluminoso. Poseen tres tipos de membranas muy diferentes entre sí, que se ajustan al modelo mosaico fluido. Dos de las membranas se encuentran limitando al cloroplasto y la tercera se encuentra en el interior. Las dos membranas limitantes no presentan plegamientos ni poseen pigmentos fotosintéticos y están separadas entre sí por un espacio intermembranoso muy estrecho. La membrana externa es permeable y actúa a modo de filtro no especializada. La interna es más selectiva y posee proteínas de transporte especializadas que regulan el pasaje de sustancias. El espacio interno está ocupado por un gel fluido denominado estroma, en el que hay muchas proteínas solubles, que poseen función enzimática. Suspendidas en el estroma se encuentran las membranas tilacoidales. Forman sacos aplanados o discos llamados tilacoides, que se superponen como si fueran pilas de monedas y conforman estructurasllamadas granas. Los tilacoides y las granas están unidas a través de laminillas o tilacoides intergrana. Dentro de los tilacoides existe un espacio interior llamado espacio intratilacoidal. Las membranas de los tilacoides son particularmente impermeables a los iones, lo que resulta esencial para el proceso de fotosíntesis. En esas membranas están las moléculas de clorofila. Además existen otras moléculas como ATPsintetasa, los citocromos y la plastoquinona. Muchos de los componentes de la membrana están organizados en complejos sistemas macromoleculares denominados fotosistemas. Los fotosistemas Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo Son complejos macromoleculares embebidos en las membranas de los tilacoides. Se distinguen dos zonas: en el centro está el centro de reacción, que consiste en dos moléculas de clorofila unidas a un complejo de proteínas. Allí comienza una serie de complejos eventos físico-químicos que culminan en la síntesis de los compuestos orgánicos. Rodeándolo, se encuentra el complejo antena, formado por centenares de moléculas de clorofila y otros pigmentos fotosintéticos que son los que capturan la energía luminosa de diferentes longitudes de onda y la transfieren al centro de reacción. Cuando las ondas luminosas inciden sobre el complejo antena, la energía que posee cada fotón es transferida a una de las moléculas de pigmento, son muchas las moléculas de pigmento que reciben energía. Al recibir la energía, uno de los electrones de la molecula de pigmento salta de un orbital interno a uno externo, en esas condiciones, la molecula de pigmento está excitada, es decir que posee un nivel elevado de energía. Luego, el electrón vuelve a su orbital original al mismo tiempo que libera energía. Esa energía liberada es transferida a una molecula de pigmento vecina, que queda entonces en estado excitado. El proceso se repite y la energía se va transfiriendo entre las distintas moléculas de pigmento del complejo antena, hasta llegar a las moléculas de clorofila que se encuentran en el centro de reacción. Al recibir la energía cedida por una molecula de pigmento de la antena, uno de los electrones de la clorofila se desprende y se une a otro compuesto. Al perder un electrón, la molecula de clorofila queda cargada positivamente. La molecula que recibe el electrón es un aceptor de electrones. Ese primer aceptor se transforma inmediatamente en undador de electrones, porque cede un electrón a otra sustancia. El fotosistema I se caracteriza por poseer moléculas de clorofila que captan ondas de 700 nm de longitud, presente en las bacterias verdes. El fotosistema II tiene moléculas de clorofila que absorben ondas de 680 nm de longitud, presente en las llamadas bacterias púrpuras. Ambos están presentes en la membrana celular de las cianobacterias y los tilacoides de los cloroplastos, donde están espacialmente separados. Los I se encuentran principalmente en las membranas mas externas de las granas, y los II en las membranas del interior de las granas. Los cloroplastos se asemejan a bacterias fotosintéticas En el interior de los cloroplastos, existe una molecula de ADN circular y n asociada a proteínas, semejante al cromosoma que se encuentra en las bacterias. Esta se replica como lo hace el cromosoma bacteriano. Además hay también ribosomas 70S del tipo procarionte. La mayor parte de las proteínas que forman el cloroplasto están codificadas en el ADN nuclear, son elaboradas en los ribosomas libres de la matriz celular y luego transportadas al interior del organoide. Alunas están codificadas en el ADN del cloroplasto y sintetizadas por sus propios ribosomas. Los cloroplastos se multiplican por fisión binaria como lo hacen las bacterias. Estos no desaparecen en las sucesivas divisiones de las células fotosintéticas. Esto les permite elevar el número de cloroplastos bajo ciertas condiciones ambientales. Se sugiere que están emparentados con las cianobacterias, las únicas bacterias que producen oxígeno durante la fotosíntesis. Además se parecen a los cloroplastos en el proceso de fotosíntesis ya que en ambos intervienen el fotosistema I y el fotosistema II. La fotosíntesis Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 La fotosíntesis es un proceso de óxido-reducción 6CO2 + 6H20 –-- LUZ ---> C6 (H20)6 + 6O2 Los átomos de carbono no solo se unen formando cadenas carbonadas, sino que también se reducen, es decir ganan átomos de Hidrogeno. Como todo proceso de reducción, la reducción del CO2 está acoplada con un proceso de oxidación. La tendencia a ceder o tomar electrones se expresa a través de un parámetro denominado potencial de oxido reducción (Eo). Cuanto más positivo es el potencial de oxido reducción de una hemirreacción, mayor es su tendencia a ocurrir en el sentido de la reducción. Los compuestos así son poderosos oxidantes, porque tienden a reducirse, oxidando a otras sustancias. Cuanto más negativo es el Eo de una hemirreacción, mayor es su tendencia a ocurrir en el sentido de la oxidación. Así, los compuestos son poderosos reductores porque tienden a ceder electrones oxidándose. En ese pasaje espontáneo de electrones se libera energía. El pasaje de electrones de un compuesto oxidante a uno reductor es un proceso que no ocurre espontáneamente sino que requiere de aporte externo de energía. La sustancia que se oxida en la fotosíntesis es el H20, perdiendo dos H+ y dos electrones y liberando O2. La reducción del CO2 para formar glucosa y la oxidación del O2 con la consiguiente formación de agua, son procesos que no ocurren espontáneamente. Solo puede ocurrir si existe una fuente de energía que lo permita, como la energía luminosa. La fotosíntesis ocurre en dos etapas Entre el estadio inicial y el estado final ocurre una progresión ordenada de transformaciones químicas que se suelen dividir en dos etapas: una etapa que depende de la luz (fotoquímica o luminosa) y otra que no depende directamente de la luz (bioquímica u oscura). La etapa fotoquímica depende de la luz y se desarrolla en las granas de los cloroplastos y en las familias de las cianobacterias. En esta etapa la energía de la luz es aprovechada para formar ATP y para reducir un compuesto denominado NADP+ (ácido nicotín-adeníndinucleótido fosfato) que se convierte en NADPH + H+, los electrones y protones provienen de la oxidación del H20. La energía que posibilita el pasaje de electrones desde el H20 al NADP+ es la energía de la luz. En esta etapa, también se forma O2. La etapa bioquímica no depende de la luz pero para que ocurra son necesarios el ATP y NADPH2 formados en la etapa anterior. En esta etapa las moléculas de CO2 que se encuentran en los cloroplastos son reducidas y ensambladas con los electrones aportados por el NADPH + H+, formándose asi las moléculas de hidratos de carbono. Esta etapa ocurre en el estroma de los cloroplastos. 6 CO2 + 6 ATP + 6 NADPH + H+ 6 ADP + 6 Pi + 6 NADP+ + hidrato de carbono La etapa fotoquímica Cuando la luz incide sobre los cloroplastos, las moléculas de pigmento de los complejos antenas de ambos fotosistemas se excitan y transfieren su energía a las moléculas de su respectivo centro de reacción: P700 o P680. Las moléculas del centro de reacción del fotosistema I (P700) desprenden un electrón que es transferido a una sustancia llamada ferredoxina, localizada en la membrana del tilacoide, que Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo transfiere luego el electrón al NADP+, situado en el estroma. Al recibir dos electrones el NADP+ se reduce transformándose en NADPH + H+. Las moléculas del centro de reacción del fotosistema II tambiénpierden un electrón cuando reciben energía de los pigmentos de su complejo antena. El electrón es transferido a una cadena de aceptores de electrones que se encuentran embebidos en la membrana del tilacoide. El primero es un compuesto denominado plastoquinona, que al recibir el electrón se reduce, pero inmediatamente vuelve a oxidarse cuando cede el electrón al segundo aceptor de la cadena, el complejo citocromo b6-F. El último aceptor son los P700 del fotosistema I. Así, los electrones pasan del fotosistema II al I. Las P700 recuperan los electrones que habían perdido y pasan a estar en condiciones de ser excitadas nuevamente. Las P680 quedan cargadas positivamente, recuperan los electrones que son cedidos por las moléculas de H20. Este proceso es altamente endergónico y para que ocurran deben estar presentes las clorofilas P680 energizadas por la luz y una enzima cuya actividad necesita del ion manganeso. Bajo esas condiciones, las moléculas de agua se rompen produciéndose la fotólisis del agua: 2 H20 4 H+ + 02 + 4 E- Las P680 quedan así en condiciones de volver a ser excitadas por la energía proveniente de los pigmentos de las antenas del fotosistema II. La síntesis de ATP El pasaje de electrones desde el Fotosistema II al I ocurre a favor de un gradiente de potenciales de oxido reducción, de manera que a medida que los electrones fluyen a través de la cadena se libera energía. Esta energía es aprovechada para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi. La síntesis de ATP ocurre del lado del estroma. Modelo quimiosmótico A medida que los electrones fluyen de un compuesto de potencial de oxido reducción negativo a otro más positivo, la energía liberada se utiliza para bombear protones; ese bombeo se hace a través de una membrana biológica esencialmente impermeable a los protones. Asi, se crea una diferencia de pH y de potencial eléctrico a ambos lados de la misma, es decir, una suerte de energía potencial. Los protones pueden fluir a través de la membrana a través de canales de protones, que están formados por una proteína integral de la membrana formada por varias subunidades con actividad de ATP sintetasa. (Dique explicado en clase) La energía potencial acumulada en ese gradiente se transforma en energía química, es decir que se sintetiza ATP a partir de ADP + Pi. En el caso de los cloroplastos, junto con el traspaso de electrones entre los fotosistemas, se produce un bombeo de protones hacia el interior de los tilacoides. El espacio tilacoidal queda con un pH cercano a 4 mientras que el estroma tiene un pH alrededor de 8. El interior de los tilacoides queda cargado más positivamente que el estroma. La etapa bioquímica Ocurre fundamentalmente en el estroma de los cloroplastos y en el citoplasma. Consiste en la reducción del CO2 y en la posterior síntesis de hidratos de Carbono, que se produce a través de una serie de reacciones químicas encadenadas en un ciclo denominado ciclo de Calvin-Benson. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 El CO2 se encuentra en el aire y llega al interior de las células de las hojas, más precisamente al interior de los cloroplastos, por un proceso de difusión simple. Cada molecula de CO2 se une o fija con un compuesto de cinco átomos de carbono denominado ribulosa 1-5 difosfato por la acción de una enzima llamada ribulosa 1-5 difosfato carboxilasa(Rubisco). Ésta, esa capaz de fijar tres moléculas de CO2 por segundo. De esa unión se forma un compuesto de seis átomos inestable, que se escinde en dos moléculas de tres átomos de carbono: el ácido 3-fosfoglicérido. Cada molecula de 3-fosfoglicérido es fosforilada con una molecula de ATP y reducida gracias a los electrones aportados por una molecula de NADPH + H+, transformándose asi en una molecula de gliceraldehido-3-fosfato. Tanto el ATP que interviene en el ciclo de Calvin como el NADPH + H+ se formaron en la etapa fotoquímica. Por cada 6 moléculas de CO2 fijadas, se producen 12 moléculas de gliceraldehido-3-fosfato. Los átomos de 10 de esas moléculas se reordenan a través de complejos procesos químicos y regeneran seis moléculas de ribulosa 1-5 difosfato. Este proceso consume 6 moléculas de ATP. Las dos moléculas de gliceraldehido-3-fosfato restantes se convierten en hidratos de carbono. En algunos casos estas quedan en el estroma donde se unen formando moléculas de glucosa, las que luego serán polimerizadas en forma dealmidón, la forma que las células vegetales acumulan glucosa. Cuando por falta de luz o caída de las hojas, no ocurre la fotosíntesis, las plantas recurren a esa reserva. En otros casos, las moléculas de gliceraldehido-3-fosfato son exportadas al citoplasma, y luego serán utilizadas para obtener energía en el proceso de respiración celular, o bien pueden transformarse en sacarosa, la forma en que los hidratos de carbono sintetizados en las hojas son transportados al resto de las células del vegetal que no fotosintetizan, como por ejemplo las raíces y los tallos. A modo de resumen La etapa fotoquímica consiste en la captación de la energía luminosa por medio de pigmentos que se oxidan liberando electrones activados que circulan por una cadena de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana tilacoidal. El bombeo de protones se produce hacia el interior de los tilacoides. Así se posibilita la síntesis de ATP. El transporte de electrones y la oxidación del agua hace posible la obtención de NADPH+H+ un poderoso reductor. Como subproducto de esa etapa se forma O2 que es liberado al medio ambiente. La etapa bioquímica consiste en la fijación de moléculas de CO2, para luego transformarse en hidratos de carbono. La fotosíntesis es un proceso regulado Entre los factores que afectan la fotosíntesis cabe mencionar la intensidad de la luz, la temperatura y la concentración de CO2. Se sabe que la enzima Rubisco puede unirse tanto al CO2 como al O2. Cuando la concentración de CO2 es elevada, esa enzima une las moléculas de ese gas con las moléculas de ribulosa 1-5 difosfato, desencadenando el ciclo de Calvin. Cuando su concentración es baja, la Rubisco cataliza la unión de una molecula de ribulosa 1-5 difosfato con una molecula de O2. El compuesto asi formado se escinde en un compuesto de dos átomos de carbono (acido glioxilico) y una molecula de tres átomos de carbono (acido fosfoglicérido). Este acido es transferido a la mitocondria, donde es transformado en dos moléculas de CO2. Este proceso se conoce como fotorrespiración, porque ocurre en presencia de luz y porque durante su Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614 https://www.studocu.com/es-ar?utm_campaign=shared-document&utm_source=studocu-document&utm_medium=social_sharing&utm_content=metabolismo transcurso, la planta absorbe O2 y libera CO2. Cuanto mayor es la intensidad de la fotorrespiración, menos es la síntesis de hidratos de carbono. La intensidad de la misma aumenta bajos climas cálidos y secos, cuando las plantas cierran sus estomas para evitar la pérdida de agua, y asi no puede ingresar el CO2 del aire. La enzima Rubisco también es activada por NADPH + H+ e inhibida por el acido fosfoglicérido. Descargado por Cande Sueldo (candee_sueldo@hotmail.com) lOMoARcPSD|7301614
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