ANABOLISMO.

Presentación del tema: "ANABOLISMO."— Transcripción de la presentación:

1 ANABOLISMO

2 DEFINICIÓN Representa la parte constructiva del metabolismo, consiste en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas, con el consiguiente gasto de energía, tomada de los ATP producidos durante las fases catabólicas.

3 DESTINO DE LAS MOLÉCULAS
Estas moléculas sintetizadas pueden: Formar parte de la propia estructura de la célula. Ser almacenadas para su posterior utilización como fuente de energía. ▪Ser exportadas al exterior de la célula.

4 Procesos del Anabolismo
GLÚCIDOS Ác. Pirúvico Glucosa (gluconeogénesis y es casi la inversa de la glucólisis) Glucosa Glucógeno LÍPIDOS Acetil-Co A Ácidos grasos PROTEÍNAS Aminoácidos Proteínas ÁC. NUCLEICOS Nucleótidos ADN (Replicación) ARN (Transcripción)

5 LA FOTOSÍNTESIS

6 DEFINICIÓN Proceso anabólico que se produce en los cloroplastos.
La energía luminosa es transformada en energía química Posteriormente será empleada para la fabricación de sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas.

7 CONSECUENCIAS De gran importancia para los seres vivos.
1ª) Todos o casi todos los seres vivos dependen, directa o indirectamente, de la fotosíntesis para la obtención de sustancias orgánicas y energía.  2ª) A partir de la fotosíntesis se obtiene O2, que transformó la primitiva atmósfera e hizo posible la existencia de los organismos heterótrofos aeróbicos

8

9

10 REACCIÓN GENERAL para sintetizar una molécula de glucosa
6CO2 + 12H2O + luz C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Proceso inverso al catabolismo aerobio de la glucosa

11 DOS ETAPAS Es muy complejo y requiere de:
una primera etapa en la que se absorbe la energía solar y se transforma en energía química libre y en poder reductor (FASE LUMINOSA) y una segunda etapa donde se utilizan esos productos para la reducción del CO2. (FASE OSCURA).

12 FASE LUMINOSA (Tilacoides)
1) Captación por las clorofilas y otros pigmentos fotosintéticos de la energía luminosa y su transformación en energía química contenida en el ATP. FOTOFOSFORILACIÓN 2) Obtención de electrones a partir del agua. FOTOLISIS 3) Estos electrones, convenientemente activados por la energía luminosa, servirán para reducir NADP+ FOTORREDUCCIÓN

13 FASE OSCURA (Estroma) se utilizan los productos de la fase luminosa (ATP y NADPH) 1) Incorporación del carbono del CO2 a las cadenas carbonadas. 2) Reducción por el NADPH del carbono y síntesis de compuestos orgánicos. 3) Reducción de otras sustancias inorgánicas (nitratos, nitritos, sulfatos, etc.) para su incorporación a las cadenas carbonadas.

14 Los Fotosistemas La membrana de los tilacoides tiene una estructura de membrana unitaria. Integradas en su doble capa están: fotosistemas I (todas) y II (eucariotas y cianobacterias) ATPasas y citocromos.

15 Los Fotosistemas Cada fotosistema contiene cientos de moléculas de clorofila y carotenoides que actúan como moléculas antena o colectoras que absorben la luz y la transmiten como en un embudo hacia .

16 Los Fotosistemas Y una molécula de clorofila especializada que forma el centro de reacción o molécula diana, que al recibir la excitación por la energía transmitida es capaz de perder un electrón y dárselo al primer aceptor. Este hecho recibe el nombre de acto fotoquímico y supone la transformación de la energía luminosa en energía química.

17 Fotosistemas En el fotosistema II (Phs II) la molécula diana es la clorofila aII que tiene su máximo de absorción a 680 nm (P 680). Cuando esta clorofila capta un fotón pasa a un estado excitado (P 680) y su potencial redox se hace más negativo haciéndose muy reductora.

18 Fotosistemas En el fotosistema I (Phs I), la molécula diana es la clorofila aI, cuyo máximo de absorción se encuentra a 700 nm (P 700),

19 LA FOTOFOSFORILACIÓN La disminución de los potenciales redox permite que se establezca un transporte de electrones que pueden seguir dos vías: - La fotofosforilación acíclica - La fotofosforilación cíclica

20 LA FOTOFOSFORILACIÓN ACÍCLICA
Cuando inciden 2 fotones sobre el fotosistema I, el P700 se excita y emite dos e- que son inmediatamente captados por una ferredoxina que los pasa al NADP+ reduciéndolo

21 ¿Cómo se rellena el hueco dejado por los electrones en el P700?
Con 2 e- emitidos por el fotosistema II al ser iluminado por dos fotones el P680, que son captados por una cadena transportadora de e- formada por la plastoquinona (Pq), el complejo de los citocromos b-f y la plastocianina (Pc), que los pasa al P700. El complejo citocromo b-f actúa además como una bomba de H+, enviándolos al espacio tilacoidal.

22 Relleno del hueco dejado por los electrones en el P700
fotosistema II P680

23 ¡OH! Dios mío, ahora el hueco está en el P680. ¡Esto no se acaba!
Tranquilos. De esto se encarga el agua como consecuencia de su ruptura (fotolisis del agua), en la cual una molécula de agua se escinde en dos protones, dos electrones y un átomo de oxígeno.

24 ¿y qué ocurre con tanto protón suelto por ahí?
Pues que los de la fotolisis y los bombeados por el citocromo b-f en el espacio tilacoidal generan un gradiente electroquímico, al igual que ocurre en las mitocondrias según la hipótesis quimiosmótica , los protones son impulsados por el gradiente de pH a través del ATP-sintetasa que se encuentra en la membrana tilacoidal, con lo que se sintetiza ATP a partir de ADP + Pi.

25 ¿qué nombre, fotofosfosfosffffffff?
Esta síntesis de ATP recibe el nombre de fotofosforilación no cíclica debido a que el flujo de electrones comienza en la molécula de agua y termina en el NADP, es decir, no es un flujo cíclico. En conjunto, en la transferencia no cíclica, a partir de una molécula de agua y 4 fotones de luz, se forman una molécula de NADPH, una de ATP y ½O2.

26 A partir de 1 molécula de agua y 4 fotones de luz, se forman
Al final en la Fotofosforilación acíclica o no cíclica (como más te guste) Tenemos……….. A partir de 1 molécula de agua y 4 fotones de luz, se forman una molécula de NADPH, una de ATP y ½O2.

27

28

29 FOTOFOSFORILACION CICLICA
Ademas del flujo no ciclico de electrones, en casi todas las especies tiene lugar también un flujo ciclico en el que interviene solo el fotosistema I. Es ciclico porque los e- perdidos por el P700 regresan de nuevo a dicho pigmento. La finalidad del proceso ciclico es generar ATP para subsanar el deficit que, en caso contrario, se produciria ya que en la fase oscura se necesitan 3 moleculas de ATP por cada 2 de NADPH.

30 Se llama ahora FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA
Los e- del fotosistema I son capturados por la ferredoxina, pero, en vez de continuar hacia el NADP, son desviados hacia el complejo citocromo b-c que bombea protones al espacio tilacoidal para que luego se sintetice ATP al pasar por el canal de la ATP-sintetasa. Se llama ahora FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA No se rompe el agua, no se libera oxígeno, ni se forma NADPH

31

32 Y nos queda la FASE OSCURA
Se utilizan el poder energetico (ATP) y el poder reductor (NADPH) obtenidos en la fase luminosa. El proceso fundamental de la fase oscura es la fijacion reductora del C a partir del CO2, formandose primero glúcidos sencillos de los que derivarán el resto de compuestos organicos o CICLO DE CALVIN

33 EL CICLO DE CALVIN Se distinguen 3 etapas:
Carboxilación: Mediante el enzima RuBisCo el CO2 se fija a un azucar preexistente, la ribulosa-1,5-difosfato formándose un compuesto muy inestable de 6 C que se rompe inmediatamente en 2 moleculas de 3-ⓟglicerato.

34 EL CICLO DE CALVIN 2. Reducción: El 3-ⓟglicerato se reduce a 3ⓟgliceraldehido consumiendose el NADPH y el ATP que se obtuvieron en la fase luminosa.

35 EL CICLO DE CALVIN 3. Recuperación: De cada 6 moleculas de 3ⓟgliceraldehido que se forman, 1 se considera el rendimiento neto de la fotosintesis. Las otras 5 sufren transformaciones consecutivas en las que tambien se consume ATP para regenerar la ribulosa 1,5-difosfato, con la que se cierra el ciclo.

36 6CO2 + 12NADPH + 18 ATP → C6H12O6P + 12NADP+ + 18ADP + 17 Pi

37

38 LA FOTORRESPIRACION El enzima RuBisCo puede funcionar en dos sentidos diferentes. En el ciclo de Calvin cataliza la carboxila-cion de la ribulosa 1,5-diⓟ, pero también puede provocar la oxigenación de dicha molécula de la que resultan compuestos ácidos que posteriormente se oxidan en los peroxisomas dando entre otros productos CO2. Esto se denomina fotorrespiración.

39 LA FOTORRESPIRACIÓN El que el enzima actúe como carboxilasa u oxigenasa depende de las concentraciones relativas del CO2 y del O2 en el interior de la celula. La fotorrespiración es perjudicial para las plantas ya que descompone materia organica en CO2 y otros productos residuales, justo lo contrario de lo que se pretende con la fotosintesis.

40 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
Intensidad luminosa: La actividad fotosintetica aumenta con la intensidad luminosa hasta alcanzar un limite maximo caracteristico de cada especie. Para una misma intensidad luminosa, el rendimiento fotosintetico es superior en las plantas adaptadas a climas secos y calurosos.

41 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
2. Concentracion de CO2: aumenta conforme va creciendo la concentracion de CO2, hasta alcanzar un limite en el que se estabiliza. 3. Fotoperiodo: El rendimiento esta en relacion directa a las horas de exposicion a la luz que tenga la planta

42 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
4. Temperatura: Como toda actividad enzimatica, la fotosintesis aumenta con la T hasta alcanzar un limite máximo (variable según las especies de climas cálidos, templados o frios), por encima del cual se produce la desnaturalizacion de los enzimas.

43 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
5. Humedad ambiental: Cuando hay escasez de agua, los estomas (aberturas de la epidermis de las zonas verdes de las plantas superiores) se cierran para evitar perdidas de agua por transpiracion, lo cual dificulta el paso de CO2 y la actividad fotosintetica disminuye.

44 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
6. Concentracion de O2: Al aumentar baja el rendimiento fotosintetico debido a las perdidas por fotorrespiracion.

45 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
7. Color de la luz: Si se ilumina la planta con luz roja, con longitud de onda superior a 680nm, no actua el fotosistema II, solo se estimula el fotosistema I y se produce fotofosforilacion ciclica, con lo que el rendimiento fotosintetico es mucho menor. Este hecho se denomina declive del rojo

46

47

48

49

50 SE ACABÓ

51 Cada fotosistema contiene carotenos, clorofilas y proteínas
Cada fotosistema contiene carotenos, clorofilas y proteínas. Estas moléculas captan la energía luminosa y la ceden a las moléculas vecinas presentes en cada fotosistema hasta que llega a una molécula de clorofila-a denominada molécula diana. Las diferentes sustancias captan luz de diferente longitud de onda. De esta manera, gran parte de la energía luminosa es captada. Fotosistema

52 La fotofosforilación acíclica
NADPH ATP NADP+ Luz Luz 3H+ estroma H+ ADP e H2 O 3H+ Interior del tilacoide ½ O2

53 La fotofosforilación acíclica
2 2 ATP NADP+ Luz Luz ADP NADPH estroma ATPasa Phs II Phs I e Interior del tilacoide Click

54 La fotofosforilación cíclica
ATP Luz 3H+ ADP estroma e e Interior del tilacoide

55 Captación de la energía luminosa por los pigmentos fotosintéticos de los fotosistemas.

56 2) Bombeo de protones generado por el transporte de electrones.
FOTOLISIS DEL AGUA

57 Transporte de electrones
3) Ambos procesos generan un aumento del pH en el interior de los tilacoides. Transporte de electrones Fotolisis del agua

58 4) La salida de los protones por las ATPasas genera la síntesis del ATP

59 2 electrones 2 protones 1 átomo de oxígeno
5) Los electrones se recuperan por la fotolisis del agua 1 átomo de oxígeno

60 Fase oscura o ciclo de Calvin

61 El rendimiento fotosintético se puede medir de varias formas:
Producción de azúcares por la planta. Consumo de CO2. Producción de O2. Una forma sencilla, basada en la producción de oxígeno, se relata en la siguiente experiencia: Se introduce una ramita de la planta acuática elodea dentro de un tubo con agua, tal y como se indica en la figura. Al iluminar la planta, esta realiza la fotosíntesis y se produce un desprendimiento de burbujas de oxígeno. Contando dichas burbujas se puede saber si el rendimiento fotosintético es mayor o menor en función del factor que estemos estudiando.

62 Influencia de la temperatura:
Variamos la temperatura del recipiente, calentando suavemente el agua, y vamos contando las burbujas que se producen por minuto (b/min), según la temperatura aumenta. Los resultados se indican en la tabla: T (ºC) b/min 3 5 6 10 9 15 11 20 12 25 13 30 35 40 45

63 Variación del rendimiento fotosintético en función de la temperatura:
Temperatura óptima Rendimiento fotosintético desnaturalización temperatura