Fotosintesis Oxigenica En Eucariotas

UNIVERSIDAD JORGE TADEO LOZANO

PREINFORME 7. PROCESOS METABÓLICOS

LEANDRA BENT HOOKER

FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA EN EUCARIOTES

INTRODUCCION

En esta práctica se van a realizar una serie de experimentos para ver cómo la disponibilidad de CO2 y la disponibilidad e intensidad de la luz afectan tanto las tasas catabólicas, cuyo producto de desecho es el O2, y las tasas anabólicas, parte de cuyos productos es el almidón. También se va a hacer uso de un procedimiento simple para la separación de pigmentos.

Metabolismos

Dentro de la serie de procesos químicos autoorganizados que constituyen la vida, a nivel celular podemos distinguir dos tipos de procesos interdependientes entre sí. Por un lado la producción de energía química en forma de ATP (catabolismo) y por otro lado la producción de material celular a partir de una fuente de carbono (anabolismo o biosíntesis). En las siguientes dos sesiones prácticas vamos a ver tres distintos tipos de metabolismos de los muchos que ocurren en los seres vivos. El siguiente cuadro resume los distintos tipos posibles de metabolismos:

Producción de ATP Biosíntesis

Transporte de e- Fosfororilación del ADP

Fotosíntesis anoxigénica

(fotótrofos) Iniciado cuando fotones de la luz excitan pigmentos (donantes iniciales de e-).

El flujo de e- a través de la membrana crea un gradiente de protones*.

El flujo de e- es cíclico pero se ceden e- para producir NADPH (aceptor final de e-), los e- se recuperan oxidando compuestos como H2S, S0, Na2S203, o H2. *Activada por el flujo de protones a través de ATPasas. Autótrofos: Se toma CO2 de medio externo y se reduce (fijación del C) para comenzar a armar compuestos de cadenas de C. Consume ATP y NADPH.

Fotosíntesis oxigénica

(fotótrofos) Inicia cuando fotones de la luz excitan pigmentos (donantes iniciales de e-).

El flujo de e- a través de la membrana involucra la activación de dos fotosistemas, no es cíclico, y crea un gradiente de protones*. También se usan e- de este flujo para producir NADPH (aceptor final de e-). El pigmento del fotosistema II recupera e- tomándolos del H2O. Al quitarse los e- del H2O se producen protones y O2. *Activada por el flujo de protones a través de ATPasas. Autótrofos: Se toma CO2 de medio externo y se reduce (fijación del C) para comenzar a armar compuestos de cadenas de C. Consume ATP y NADPH.

Fermentación

(quimio-organotrofos) Inicia con la oxidación de un compuesto orgánico A (donante inicial de e-) y continúa con una serie de oxidaciones hasta llegar a Z, que va a ser el aceptor final de e-. Algunos e- se toman de la serie de oxidaciones y se usan para producir NADH. El aceptor final Z se reduce al recibir e- de un NADH. En varios tipos de fermentación el aceptor final es piruvato. Cuando el aceptor final Z se reduce se transforma en productos de desecho de la fermentación. En algunos tipos de fermentación se produce CO2 como producto de desecho. Durante las reacciones de oxidación uno de los compuestos intermedios recibe grupos fosfato de ATPs y más adelante esos grupos fosfato se usan para fosforilar ADP a ATP. Heterótrofos: A partir de compuestos obtenidos de la serie de oxidaciones que comienzan con la oxidación del compuesto orgánico A. Consume ATP.

Producción de ATP Biosíntesis

Transporte de e- Fosfororilación del ADP

Respiración anaerobia o aerobia

(quimio-organotrofos) Iniciado por la oxidación de un compuesto orgánico (donante inicial de e-). Luego siguen varias oxidaciones donde se produce NADH (y CO2 como producto de desecho). El sistema de transportadores de e- de la membrana reciben e- del NADH (transportador de e-) y generan un gradiente de protones*. El aceptor final de e- proviene del medio externo y puede ser O2 (aerobios) u otros compuestos como S0, NO3-, SO42- Fe3+ (anaerobios), según el organismo. *Activada por el flujo de protones a través de ATPasas. Heterótrofos: A partir de productos de las oxidaciones del compuesto orgánico. Consume ATP.

Quimiolitotrofos

anaerobios o aerobios Iniciado a partir de la oxidación de un compuesto inorgánico como H2S, H2, NH3 (donante inicial de e-). El flujo de e- en la membrana por una parte crea un gradiente de protones* y por otra permite la producción de NADH. El aceptor final de e- proviene del medio externo y puede ser O2 (aerobios) u otro compuesto como S0, NO3-, SO42- (anaerobios), según el organismo. *Activada por el flujo de protones a través de ATPasas. Autótrofos: Se toma CO2 de medio externo y se reduce (fijación del C) para comenzar a armar compuestos de cadenas de C. Consume NADH y ATP.

Fíjense que la fuente de energía para la producción de ATP puede ser una de tres: luz, compuestos orgánicos o compuestos inorgánicos. La fuente de carbono para la biosíntesis puede ser una de dos: inorgánica (lo más común es usar CO2) u orgánica.

Aquí se resumen los metabolismos más comunes, pero hay metabolismos raros que no vamos a considerar, como fotoheterótrofos, mixotrofos (quimiolitoheterótrofos) o fermentaciones donde se crean gradientes de sodio o de protones para la fosforilación.

Una observación importante respecto a la fermentación y la respiración aeróbica. La fermentación es básicamente una serie de procesos de oxidación a partir de un compuesto orgánico (A), que termina en la reducción de otro compuesto final (Z) para dar productos de desecho. Hay organismos que realizan todos los pasos de una fermentación de A hasta Z pero luego no reducen Z sino que lo oxidan para seguir con más reacciones de oxidación que van a llevar a la respiración aeróbica. Nosotros y las levaduras, por ejemplo, hacemos eso. Oxidamos la glucosa para producir piruvato (glucólisis o glicólisis) y el piruvato luego se oxida para empezar un ciclo de oxidaciones (el ciclo de Krebs o del ácido cítrico) de donde van a salir más moléculas de NADH (que a su vez van a iniciar el flujo de e- en la membrana respiratoria). Pero si no hay oxígeno en lugar de oxidar el piruvato, este se reduce a etanol (las levaduras) o a ácido láctico (nosotros), es decir que fermentamos. Se habla

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