Metabolismo Fotosintesis

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Mg. Vania Mallqui Brito

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Metabolismo Fotosintesis

  1. 1. METABOLISMO FOTOSÍNTESISMg. Vania Mallqui Brito
  2. 2. MetabolismoConjunto de reacciones químicas que se producen en el organismo.Reacciones químicas más importantes:Digestión nutrientes de los alimentosEliminación de residuos, heces, orina, sudor.Reacciones químicas productos de respiración.Circulación sanguínea.Mantenimiento metabólico.Regulación de la temperatura del organismo.*ANABOLISMO: Formación de sustancia propia a partir de lassustancias que se ingieren a través de los alimentos.*CATABOLISMO: Formación de sustancias propias en moléculasmás sencillas.Durante el anabolismo se consume ATP y durante el catabolismo seproduce ATP.
  3. 3. Rol del NAD ¿Como resuelve la célula el problema de qué hacer con los electrones removidos por las reacciones de oxidación?1.El NADH (y el NADPH ) presentes en pequeñas cantidades. A menos que sean rápidamente oxidados a NAD+ (o NADP+), se detendrán las reacciones que los necesiten como coenzimas.2.La célula debe encontrar un aceptor terminal para "sacarse de encima" los electrones:FERMENTACIÓN- Empleo de una molécula orgánica producida durante proceso metabólico como aceptor.- Obtención E° en ausencia de oxígeno, Pauster: “la vie sans l’air”
  4. 4. VIAS ANAERÓBICAS Fermentación alcohólica Fermentación láctica1. Fermentación alcohólica: 2 pasos1. Piruvato acetaldehido + CO22. Acetaldehido + NADH + H+ etanol + NAD+Levaduras, hongos, bacterias.Base en la industria alimentaria: pan, cerveza, vino.• Piruvato descarboxilasa (ausente animales) dependiente cofactor pirofosfato de tiamina y Mg2.• Alcohol deshidrogenasa (ADH). El NADH glicólisis es reoxidado (ADH) , cada subunidad de la ADH se une a un NADH y ion Zn2.
  5. 5. 1.Piruvato descarboxilasa acetaldehido 2.Alcohol Deshidrogenasa etanol
  6. 6. 1. Piruvato descarboxilasa2. Alcohol deshidrogenasa
  7. 7. 2. Fermentación Láctica:Piruvato + NADH + H+ ácido láctico + NAD+ lactato deshidrogenasa- Bacterias (lácticas), protozoos y el músculo esquelético humano.-Responsable de productos lácticos acidificados: yogurt, quesos,cuajada, crema ácida, etc.-Acido láctico propiedades conservantes de los alimentos-Acumulación ac. láctico ocasiona dolor y fatiga muscular.
  8. 8. DestinodelPiruvato
  9. 9. FERMENTACION LÁCTICA                                                                            
  10. 10. Fermentación Homoláctica:En el músculo en periodos de actividad (demanda ATP) y eloxígeno ha sido consumido la Lactato deshidrogenasa (LDH)cataliza la reducción del piruvato L-lactato.LDH mamíferos 2 tipos H (músculo cardíaco) y M (músculo ehígado)Cuando hay demanda ATP, fibras contracción lenta producenlactato.Lactato vía sanguínea HÍGADO piruvato(lactato deshidrogenasa) glucosa (gluconeogénesis)
  11. 11. CICLO DE CORIUtilización lactato producido por tejidos no hepaticos (músculo yeritrocito) como fuente de carbono para la gluconeogénesishepatica.Ciclo consumidor Eº, gasta 4 ATP más que los producidos en laglicólisis.El ciclo no se sostiene en forma indefinidaLactatodeshidrogenasa
  12. 12. Glucogénesis
  13. 13. Gluconeogénesis
  14. 14. DESTINO DE LA GLUCOSA: Levaduras bacterias
  15. 15. FOTOSÍNTESIS
  16. 16.  Organismos capaces de sobrevivir con CO2 como principal fuente de carbono (autótrofos) Quimioautótrofos, utilizan Eº almacenada en moléculas inorgánicas (NH3, H2S o NO2) para convertir CO2 en compuestos orgánicos. Fotoautótrofos emplean Eº radiante para lo mismo. Incluye algas, plantas y algunos protistas flagelados Van Helmont, seres vivos “ingerir” alimentos para sobrevivir. Plantas a partir del suelo, plantó un pequeño sauce en una maceta después de 5 años, el sauce incremento su peso en 75 kg, mientras que la tierra había disminuido su peso en solo 70 gr, Concluyó que todo “alimento” se origino del agua y no del suelo. Descubrir el proceso de la fotosíntesis.
  17. 17.  Evolución cianobacterias simbióticas se trasformaron en cloroplasto (análisis del genoma un solo ancestro)CLOROPLASTO- El CO2, O2 y otros gases ingresanpor unas aberturas “estomas”hojas- Células mesófilas- Miden aprox. 10 x 4 u- Hay 20 – 40 en cada célula- Blg. Alemán Engelmann 1881Iluminó Spirogyra encontró bacteriascerca cloroplasto consumiendo O2 (aerobias)
  18. 18. -Cloroplastos formados por doble membrana separadas por unespacio estrecho, presentan porinas de actividad selectiva y la MI esimpermeable, sust. atraviezan por medio de transportadores.-MI maquinaria trasladar Eº se organiza en sacos aplanadostilacoides, estan dispuestos en pilas ordenadas llamadas granas.-Espacio interior tilacoide recibe a la luz y el espacio fuera y dentrode la envoltura cloroplasto es estroma (síntesis carbohidratos).-En el estroma hay DNA y ribosomas
  19. 19. -Los pigmentos principales son la clorofila a y b. También pigmentosamarillo-naranja, los cuales son de dos tipos: carotenos y xantófilas.Pigmentos fotosintéticos-Los pigmentos absorben luz de diferentes longitud de onda.-La clorofila, pigmento que hace que las hojas se vean verdes,absorbe luz en longitudes de onda del violeta , azul y rojo. Dado querefleja la luz verde, parece verde.-Cuando un pigmento absorbe un fotón o cuanto de luz, un electrón dela molécula de pigmento es lanzado a un nivel energético más alto; sedice entonces que está excitado.-La energía de excitación, puede disiparse como calor, puedereemitirse como energía lumínica de mayor longitud de onda, o puedeprovocar una reacción química, como sucede en la fotosíntesis.
  20. 20. Absorción de luz-Una molécula que absorbe luz, absorbe cadavez un electrón de esa molécula. Al serexcitado el e- se desplaza de su posicióninicial respecto al núcleo a una distancia quecorresponde a la energía del fotón queabsorbió.- Para la fotosíntesis es necesario que la E° de electrones excitados devarios pigmentos se transfiera a un pigmento colector “centro dereacción” Fotosistemas I y II, son moléculas de clorofila asociado aproteínas y componentes de membrana específicos.
  21. 21. Clorofila-Compuestos tipotetrapirrol4 anillos pirrol formandouna porfirina.-Unido ión Mg-Una cadena de fitol larga(C20H39OH).-Plantas clorofila “a” responsable de la transformación E° lumínicaen química.-Clorofila b y carotenoides absorben luz de longitud de ondadiferentes y transfieren la E° a la clorofila “a”-Convierte la E° cuando está asociada a ciertas proteínas de membrana
  22. 22. -Clorofila “c” en algas pardas; “d” algas rojas-Carotenoides amarillos y rojos insolubles en agua. Se divide en : carotenos (hidrocarburos insaturados) xantófilas (derivados oxigenados)-Ficocianinas y ficoeritrinas; azul.verdoso y rojo-morado limitado aalgas verdes-azules y rojas.
  23. 23. -1905 fisiólogo botánico Blackman midió velocidad defotosíntesis en diferentes condiciones, sugirió coexistían almenos 2 factores limitantes: intensidad lumínica ytemperatura.-Temperatura no mayor de 30° C, reacciones controladas porenzimas.
  24. 24. Etapas fotosíntesis:1. Fotodependiente2. Fotoindependiente o ciclo de Calvin
  25. 25. 1.ETAPA FOTODEPENDIENTE 1.Síntesis de ATP o fotofosforilación, puede ser: - acíclica o abierta - cíclica o cerrada 2. Síntesis de NADPH 3. Fotolisis del agua• Fotosistema I (FSI) asociado a moléculas de clorofila (700 nm) como P700• Fotosismtema II (FSII) asociado mol. clorofila absorben 680 nm (P680)
  26. 26. ¿Cómo actúan los fotosistemas?-La luz es recibida por FSII (P680) se oxida al liberar un electrón,asciende a un nivel superior de energía-Electrón es recogido por sustancia aceptora de electrones que sereduce y va pasando a lo largo de una cadena transportador deelectrones:Plastoquinona (PQ) Plastocianina (PC) FSI.-En el descenso el electrón va liberando la energía que tenía enexceso, se bombea protones de H desde el estroma a los tilacoides,generando un gradiente electroquímico de protones.-Protones vuelven al estroma a través de la ATP-asa y se originamoléculas de ATP
  27. 27. -El fotosistema II se reduce al recibir electrones procedentes deuna molécula de H2O, que por acción de la luz, se descompone enH y O, en el proceso llamado fotólisis del H2O.-Mantiene un flujo continuo de electrones desde el agua hacia elfotosistema II y de éste al fotosistema I.-En el fotosistema I la luz produce el mismo efecto sobre laclorofila P700, de modo que algún electrón adquiere un nivelenergético superior y abandona la molécula, es recogido por otroaceptor de electrones , la ferredoxina y pasa por una nueva cadenade transporte hasta llegar a una molécula de NADP+ que esreducida a NADPH, al recibir dos electrones y un protón H+ quetambién procede de la descomposición del H2O.
  28. 28. -Cuando los 2 fotosistemas actúan conjuntamente se denominaesquema en Z y producen ATP.-El fotosistema I puede trabajar solo.-Fosforilación no cíclica o acíclica cuando actúan los dos, se obtieneATP y se reduce el NADP+ a NADPH-Fotofosforilación cíclica, cuando actúa el fotosistema I únicamentese obtiene ATP y no se libera oxígeno
  29. 29. Suceden dos procesos bioquímicos indispensables para formación glucosa: 1. Reducción de la coenzima NADPH 2. Síntesis de ATP
  30. 30. 2. ETAPA FOTOINDEPENDIENTE ATP y NADPH se utilizan para reducir carbono del CO2 a un azúcar simple, a partir del cual se construye otras moléculas orgánicas. CO2 ingresa por los estomas, el proceso es cíclico y se conoce como Ciclo de Calvin. Fijación CO2: 1. Carboxilativa 2. Reductiva 3.Regenerativa/sintética
  31. 31. CONVERSIÓN DECO2 ENCARBOHIDRATO
  32. 32. 1. Compuesto inestable 6C, formar 2 mol. PGA.2. PGAL (gliceraldehido 3 fosfato)3. De cada 6 molc. 5 se emplean regenerar Ribulosa 1,5 difosfato * Enzima Rubisco (ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa/oxidasa), actuacomo carboxilasa o como oxidasa, según la concentración de CO2.
  33. 33. PGAL se transforma en almidón en el estroma del cloroplastoOtra parte del PGAL se transforma en intermediario de laglicólisisSacarosa intermediario glicólisis se transporta al floema.
  34. 34. Existen otras especies en los que la fijación del CO2 tienen cuatroátomos de carbono (C-4), concretamente ácidos oxalacético, málico yaspártico. Se encuentran la caña de azúcar, el maíz, el sorgo y elamaranto (bledo o alegría).Plantas C-4 son tropical, habitan en condiciones de alta luminosidady altas temperaturas. Permite competir más eficientemente con lasplantas C-3, al tener que cerrar los estomas para economizar agua yevitar la desecación; sinembargo pueden realizar la fotosíntesis a bajastensiones de CO2 , debido a que la enzima PEP-carboxilasa muestrauna mayor afinidad por el CO2 que la rubisco.

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