Melvin Calvin, Premio Nobel Química 1961 Fijación de CO2: Ciclo de las pentosas reductivo, ó ciclo de Calvin Melvin Calvin, Premio Nobel Química 1961

Transporte de electrones durante la fase clara Estructuras involucradas en la toma y fijación del CO2 Estomas Cloroplasto Transporte de electrones durante la fase clara

Resumen de reacciones de las fases clara y oscura

8 subunidades catalíticas y 8 pequeñas subunidades (L8S8) RuBisCO: Ribulosa 1,5-Bis fosfato Carboxilasa/Oxigenasa 8 subunidades catalíticas y 8 pequeñas subunidades (L8S8) Inmunofluorescencia sobre RuBisCO de Arundinella Raddi, una gramínea ampliamente distribuída en el mundo. La RuBisCO constituye aproximadamente el 50 % de la proteína soluble en las hojas de las plantas, siendo una de las más abundantes proteínas en la naturaleza.

RuBisCO: Mecanismo de acción para la Carboxilación

RuBisCO: Mecanismo de acción para la Oxigenación

3CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 5 H2O 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+ + Triosa-P Ecuación Global 3CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 5 H2O 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+ + Triosa-P

Destinos de las Triosas-P sintetizadas mediante la fijación del CO2

Síntesis de sacarosa: el azúcar móvil de las plantas

C4 CAM Estrategia espacial Estrategia temporal Adaptaciones de las plantas para disminuir la actividad oxigenasa de la RuBisCO C4 CAM Estrategia espacial Estrategia temporal Marshall Hatch y Roger Slack, 1960s Aprox. 5 % de las plantas terrestres S. L. Ranson y M. Thomas, 1940s Se conocen 33 familias con 15 a 20 mil especies

Estructura celular de la hoja de plantas C3 y C4 (Kranz) Estrategia espacial: Metabolismo C4 (Intermediario de 4 carbonos) Resumiendo…. Estructura celular de la hoja de plantas C3 y C4 (Kranz) En una hoja C3, las células del mesófilo en empalizada, típicamente forman una capa en la parte exterior de la hoja; las mismas células del mesófilo en una planta C4 están usualmente ordenadas en forma de anillo alrededor de las céulas de la vaina del haz. Además, las células de la vaina del haz de las plantas C4 tienen cloroplastos (verde oscuro), mientras que las las hojas de C3 carecen de este tipo de células. Estos cloroplastos son diferentes a los que se observan en las células del mesófilo: los de la vaina del haz tienen pequeños grana y tienen granos de almidón, mientras que en las células del mesófilo ocurre lo contrario.

Estrategia espacial: Metabolismo C4 (Intermediario de 4 carbonos) Cultivo de maíz Amazonas Las plantas del género Atriplex, incluyen especies C3 y C4. De los datos que se presentan el los gráficos (especie 1: curva negra; especie 2: curva roja). ¿Cuál es C3 y cuál C4? La tasa de fotonsíntesis aumenta con la intensidad de luz, dando como resultado un aumento de la fotorrespiración, perdiendo la capacidad de fijación de CO2 en plantas C3. La afinidad de la RuBisCO por el CO2 disminuye con la temperatura Se genera una atmósfera rica en CO2, debido a la organización celular

Estrategia temporal: Metabolismo CAM (Craussulasean Acid Metabolism) Bromeliácea Las cuatro fases del CAM. La fase 1 es la absorción de CO2 en la oscuridad. Este CO2 es almacenado como un grupo carboxilo (COO-) del malato. La fase 2 es la absorción de CO2 por la mañana temprano por medio de fotosíntesis de tipo C3 normal. La fase 3 es la absorción nula de CO2 a la luz. El malato es descarboxilado y el CO2 resultante es asimilado. La fase 4 es la absorción de CO2 al final de la tarde por fotosíntesis de tipo C3 normal, similar a la fase 2. Estas fases no siempre son observadas en todas las plantas CAM (Azcón-Bieto & Talón 1993).

Cuadro comparativo de las diferentes vías de fijación de CO2 Resumiendo….