Fijación autotrófica del CO2

TEMA 10
Fijación autotrófica del CO2
1. Ciclo de Calvin
2. Metabolismo del almidón
Fijación del CO2
‰ Los organismos fotosintéticos (autotrofos) sintetizan carbohidratos
reduciendo el CO2 a expensas de la energía del ATP y NADPH generados por
la cadena de transferencia electrónica de la fotosíntesis.
‰ El proceso tiene lugar en el estroma del cloroplasto.
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Ciclo de Calvin
Es el proceso de fijación del CO2 atmosférico que realizan los organismos
autotrofos para sintetizar azúcares. Consta de 3 etapas:
‰ Etapa I: Fijación del CO2.
‰ Etapa II: Reducción y
producción de azúcares.
‰ Etapa III: Regeneración
del aceptor de CO2 (ribulosa
1,5-bisfosfato).
El rendimiento neto del ciclo será
de una triosa-P por cada 3
moléculas de CO2 asimiladas.
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RubisCO: Enzima encargada de la
fijación del CO2
‰ Cataliza la unión covalente
del CO2 a la ribulosa-bisP y la
rotura del intermediario de 6 C.
‰ Está en el estroma del
cloroplasto constituyendo el
50% de sus proteínas.
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Etapa II: Reducción y producción de azúcares
ƒ El cofactor de reducción es NADPH
ƒ Cada triosa-fosfato generada cuesta
6 NADPH y 9 ATP (3ATP se usan
para regenerar ribulosa 1,5-bP).
ƒ Las triosas obtenidas o bien se almacenan
en el cloroplasto en forma de almidón
(polímero de glucosa), o salen de éste para
ser oxidadas (glicolisis) o repartidas a otros
lugares (sacarosa).
ƒ El antiporte restablece la concentración de Pi
en el estroma.
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Etapa III: Regeneración del aceptor
de CO2
‰ De forma análoga a la fase no
oxidativa de la ruta de las
pentosas fosfato, 5 triosas fosfato
generan 3 pentosas bisfosfato.
‰ Las únicas enzimas exclusivas
de plantas son:
1. Rubisco
2. Sedoheptulosa 1,7bisfosfatasa
3. Ribulosa 5-fosfato quinasa
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Regulación del metabolismo de
carbohidratos en plantas
‰ La enzima Rubisco sufre regulación positiva y negativa
9 Un residuo de lys del centro activo se carboxila para formar
carbamato: El CO2 la activa
9 Intermediarios de la reacción la inhiben
‰ La luz de forma indirecta activa enzimas del ciclo de Calvin
9 Por cambios de pH
9 Por cambios de concentración de Mg+2 en el estroma del
cloroplasto
9 Por ruptura de puentes disulfuro por tio-redoxina
‰ Regulación por la fructosa 2,6-bisfosfato
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Regulación por fructosa
2,6-bisfosfato
Las enzimas fructosa 1,6-bisfosfatasa-1
(FBPasa-1) y la fosfofructoquinasa-1
dependiente de pirofosfato (PP-PFK-1)
controlan el flujo de las triosas fosfato
hacia la sacarosa.
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Almidón y sacarosa son los principales
carbohidratos almacenados en las plantas
‰ El almidón es un polímero de glucosa. Actua como almacen de glucosa.
Su biosíntesis y degradación sigue una dinámica semejante al glucógeno.
‰ La sacarosa es un disacarido que la planta utiliza para transportar la
hexosas.
Biosíntesis de
sacarosa
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