CONTENIDO III: FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN CELULAR

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Vía Hatch y Slack o C4: En esta vía el dióxido de carbono, en vez de ingresar inmediatamente al ciclo de Calvin, reacciona con el fosfoenolpiruvato o fosfoenolpirúvico por acción de la encima fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEP Carboxilasa) originando Oxalácetato, que es convertido posteriormente en malato. El malato es llevado a las células interiores de la hoja, en donde es descarboxilado, produciendo el CO2 necesario que entra a C3 y se restituye el fosfoenolpiruvico. Esta es una forma que RubisCO esté en contacto con el oxigeno y pueda fotorespirar. Entre las plantas que desarrolan esta via están en maíz, sorgo, todo tipo de gramíneas las cuales son conocidas como plantas C4

Metabolismo ácido de las crasuláceas: Es un proceso similar a la via C4,se da en las crasuláceas como el Cactus, las cuales por adaptación a ambientes desérticos; estas plantas cierran sus estomas de día y por lo tanto no podrían captar CO2 para realizar la fotosíntesis; lo absorben por la noche, cuando los estomas se abren y lo incorporan, como en las plantas C4 al fosfoenolpiruvato o fosfoenolpirúvico por acción de la encima fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEP Carboxilasa) que acaba transformándose en malato y es acumulado en las vacuolas hasta el día siguiente cuando lo descarboxilan y suministran, el CO2 necesario para el ciclo de Calvin. Las plantas que realizan esta vía se les llama plantas CAM como por ejemplo la piña, cactus, todas las crasuláceas y orquídeas.

FORMULA GENERAL DE LA FOTOSINTESIS:

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RESPIRACIÓN CELULAR: Es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos como glucosa y oxigeno son degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (en forma de ATP) aprovechable por la célula. Se basa principalmente en la degradación de la glucosa, Ocurre en estructuras llamadas Mitocondrias, específicamente en las crestas mitocondriales, es realizada por plantas, animales, bacterias, levaduras dependiendo del tipo de respiración

TIPOS DE RESPIRACIÓN CELULAR: Dependiendo de si el organismo utiliza o no el oxigeno en este proceso, la respiración puede ser anaeróbica o aeróbica.

1.- Respiración Anaeróbica: Es un proceso por el cual las células anaeróbicas realizan la degradación de la molécula de glucosa en ausencia de oxígeno, produciendo una oxidación incompleta de la glucosa. Es común en las bacterias. Existen 2 vías anaeróbicas:

- Glicolisis homoláctica: Durante esta vía el acido pirúvico que es producido por la degradación de la glucosa, es transformado en acido láctico por la enzima lactato deshidrogenasa. Este proceso se realiza en muchas bacterias, también en algunos protozoos y en el músculo esquelético humano, se usa de forma industrial para fabricar yogurt.

- Fermentación Alcohólica: Es un proceso que se usa para la producción de bebidas alcohólicas, se realiza en las levaduras. En este proceso a partir del acido pirúvico, se produce una molécula de CO2 y Acetaldehído, el cual es transformado en alcohol etílico por la enzima alcohol deshidrogenasa.

Respiración Aeróbica: utiliza oxigeno como aceptor de hidrógenos, se lleva a cabo en las mitocondrias de individuos que tienen gran requerimiento de energía, como los organismos pluricelulares. En estos organismos para obtener energía ocurre una ruta metabólica llamada Ciclo de krebs o ciclo de los ácidos tricarboxílicos.

IMPORTANTE: Todas las respiraciones sean aeróbicas o anaeróbicas parten de la degradación de la molécula de glucosa.

ETAPAS DE LA RESPIRACION CELULAR AERÓBICA: La respiración celular aeróbica ocurre en las siguientes etapas:

1.-Glucolisis: (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar o degradar la molécula de glucosa con la finalidad de obtener Acido pirúvico y energía utilizable por la célula.

1.- Esta parte de una molécula de glucosa, la cual es fosforilada para formar glucosa-6-fosfato por acción de la enzima Hexoquinasa.

2.- la glucosa-6-fosfato es convertida en fructosa-6-fosfato por la enzima fosfofructoisomerasa.

3.- La frutosa-6-fosfato es fosforilada nuevamente por la enzima fosfofructoquinasa produciendo Fructosa 1,6 difosfato.

4.- La fructosa 1,6-difosfato es convertido en 2 moléculas de gliceraldehido-3-fosfato por acción de la enzima aldosa. De aquí en adelante los productos de la vía se duplican, pues se obtuvieron dos moléculas de una.

5.- Cada de gliceraldehido-3-fosfato es convertido en 1,3-difosfoglicerato

6.- El 1,3-difosfoglicerato es convertido en acido fosfoenolpiruvico

7.- El fosfoenolpirúvico es transformado por la enzima piruvatoquinasa en acido pirúvico

8.- la ganancia de esta vía son 2 ATP y 4 hidrógenos.

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2.- Formación del Acetil Coenzima A (Acetil CoA): Cada molecula de acido pirúvico formado en la glucolisis ingresa en la matriz mitocondrial y se desdobla en 2 grupos acetilo y dos moléculas de CO2, luego cada grupo acetilo se une con la Coenzima A y se forma el Acetil coenzima A (Acetil CoA) por acción del complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, se produce también 2 Hidrógenos.

3.-Ciclo de krebs o ciclo de los Ácidos tricarboxilicos:

1.- Con el acetil-coA comienza el ciclo de krebs, este se une a un oxalacetato para formar citrato por la enzima citratosintasa.

2.- el citrato es convertido en isocitrato, por la Aconitasa, aquí se producen un CO2 y dos hidrógenos

3.- isocitrato es transformado en acido-alfa-cetoglutarico por la enzima Isocitratodeshidrogenasa.

4.- El acido-alfa-cetoglutarico se convierte en succinil-coA, por la alfacetoglutarato deshidrogenasa aquí se producen un CO2 y dos hidrógenos.

5.- Al succinil-coA se le extrae el coA, por la acción de la enzima succinilcoA sintetasa, aquí se produce un ATP, quedando succinato

6.-El succinato resultante es deshidrogenado (produce 2 hidrogenos) por la succinato