Fotosintesis para todos
Enviado por morales62 • 7 de Febrero de 2018 • Apuntes • 6.661 Palabras (27 Páginas) • 114 Visitas
FOTOSÍNTESIS PROPORCIONA los bloques de construcción orgánicos que las plantas
(y casi toda otra vida) dependen de. Respiración, con su carbono asociado
metabolismo, libera la energía almacenada en compuestos de carbono de forma controlada para uso celular. Al mismo tiempo, genera muchos precursores de carbono para la biosíntesis. En la primera parte de este capítulo repasaremos la respiración en su contexto metabólico, enfatizando las interconexiones y las características especiales que son peculiares de las plantas. También relacionaremos la respiración con desarrollos recientes en nuestra comprensión de la bioquímica y la biología molecular de las mitocondrias de las plantas.
En la segunda parte del capítulo describiremos las vías de la biosíntesis de lípidos que conducen a la acumulación de grasas y aceites, que muchas plantas utilizan para el almacenamiento. También examinaremos la síntesis de lípidos y la influencia de los lípidos en las propiedades de la membrana. Finalmente, discutiremos las vías catabólicas implicadas en la descomposición de los lípidos y la conversión de los productos de degradación en azúcares que se produce durante la germinación de la semilla.
VISIÓN GENERAL DE LA RESPIRACIÓN DE LAS PLANTAS
La respiración aeróbica (que requiere oxígeno) es común a casi todos los eucarióticos
organismos, y en sus líneas generales, el proceso respiratorio en las plantas
es similar a la encontrada en animales y eucariotas inferiores. Sin embargo, algunos
los aspectos específicos de la respiración de la planta la distinguen de su contraparte animal.
La respiración aeróbica es el proceso biológico mediante el cual los compuestos orgánicos reducidos se movilizan y posteriormente se oxidan de forma controlada. Durante la respiración, se libera energía libre y se almacena transitoriamente en un compuesto, ATP, que puede utilizarse fácilmente para el mantenimiento y el desarrollo de la planta.
La glucosa se cita comúnmente como el sustrato para la respiración. Sin embargo,
en una célula vegetal funcional, el carbono reducido se deriva de fuentes tales como el disacárido sacarosa, hexosa fosfatos y triosa fosfatos de la degradación y fotosíntesis del almidón, polímeros que contienen fructosa (fructanos) y otros azúcares, así como lípidos (principalmente triacilgliceroles), ácidos orgánicos y, en ocasiones, proteínas (figura 11.1)
Pexpressed como la oxidación de la molécula de 12 carbonos
sacarosa y la reducción de 12 moléculas de O2:
C12H22O11 + 13 H2O → 12 CO2 + 48 H + + 48 e-
12 O2 + 48 H + + 48 e- → 24 H2O
dando la siguiente reacción neta:
C12H22O11 + 12 O2 → 12 CO2 + 11 H2O
Esta reacción es la inversión de la fotosíntesis
proceso; representa una reacción redox acoplada en la que
la sacarosa se oxida completamente a CO2 mientras el oxígeno sirve
como el principal aceptor de electrones, siendo reducido a agua.
La disminución estándar de energía libre para la reacción tal como está escrita
es de 5760 kJ (1380 kcal) por mol (342 g) de sacarosa oxidada.
La liberación controlada de esta energía libre, junto con
su acoplamiento a la síntesis de ATP, es el principal, aunque
de ninguna manera solo, papel del metabolismo respiratorio.
Para evitar el daño (incineración) de las estructuras celulares, el
célula moviliza la gran cantidad de energía liberada en el
oxidación de sacarosa en una serie de reacciones paso a paso.
Estas reacciones se pueden agrupar en cuatro procesos principales:
glucólisis, el ciclo del ácido cítrico, las reacciones de la pentosa
vía del fosfato y fosforilación oxidativa. Los sustratos
de la respiración ingrese al proceso respiratorio en diferentes
puntos en las vías, como se resume en la Figura 11.1:
• La glucólisis implica una serie de reacciones llevadas a cabo
por un grupo de enzimas solubles ubicadas tanto en el
citosol y el plástido. Un azúcar, por ejemplo,
sacarosa-se oxida parcialmente a través de fosfatos de azúcar de seis carbonos
(fosfatos de hexosa) y azúcar de tres carbonos
fosfatos (fosfatos de triosa) para producir un
ácido, por ejemplo, piruvato. El proceso produce un
pequeña cantidad de energía como ATP y reducción de energía
en forma de un nucleótido de piridina reducido, NADH.
• En la vía de la pentosa fosfato, también ubicada tanto
en el citosol y el plástido, el six-carbon glucose6-phosphate
inicialmente se oxida a los cinco carbonos
ribulosa-5-fosfato. El carbono se pierde como CO2, y
la potencia reductora se conserva en forma de dos moléculas
de otro nucleótido de piridina reducido,
NADPH. En las siguientes reacciones de casi equilibrio,
ribulosa-5-fosfato se convierte en tres a
azúcares de siete carbonos.
En el ciclo del ácido cítrico, el piruvato se oxida por completo
a CO2, y una cantidad considerable de reducción
potencia (16 equivalentes NADH + 4 FADH2 por
sacarosa) se genera en el proceso. Con una excepcion
(succinato deshidrogenasa), estas reacciones
involucrar una serie de enzimas ubicadas en el interior
compartimiento acuoso, o matriz, de la mitocondria
(ver figura 11.5). Como veremos más adelante, succinate
deshidrogenasa se localiza en el interior de la
dos membranas mitocondriales.
• En la fosforilación oxidativa, se transfieren electrones
a lo largo de una cadena de transporte de electrones, que consiste
de una colección de proteínas de transporte de electrones unidas a
el interior de las dos membranas mitocondriales. Esta
sistema transfiere electrones de NADH (y relacionado
especie) producida durante la glucólisis, la pentosa
vía del fosfato y el ciclo del ácido cítrico al oxígeno.
Esta transferencia de electrones libera una gran cantidad de
energía libre, gran parte de la cual se conserva a través del
...