Anabolismo aut

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Anabolismo autótrofo

• Fotosíntesis y Quimiosíntesis

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Fotosíntesis
H2 X Y H2 Y X
Fotosíntesis oxigénica Fotosíntesis anoxigénica
Proceso X O2 Y CO2, sales minerales y nitratos X S,... Y sales minerales y nitratos
Seres Metafitas y algas verdes clorofilas a y b y carotenoides (carotenos y xantofilas) Algas rojas y cianobacterias clorofila a, ficocianina y ficoeritrina Algas pardas clorofilas a y c y carotenoides (xantofilas) Bacterias verdes del azufre, púrpuras sulfúreas y no sulfúreas bacterioclorofila Arqueobacterias bacteriorrodopsina
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Fotosíntesis oxigénica
Reacción general H2O CO2 Luz clorofila
(CH2O) O2 H2O
6H2O 6CO2 Luz clorofila C6H12O6
6O2 6H2O
Etapas Fase lumínica fotolisis del agua y
fotofosforilación obtención de energía,
moléculas reductoras y oxígeno. En las membranas
de los tilacoides del cloroplasto Fase oscura
ciclo de Calvin obtención de materia orgánica.
En el estroma del cloroplasto
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Los fotosistemas
Antena pigmentos (clorofilas, carotenos,
xantofilas,...), lípidos y proteínas.
Centro de reacción (P)
D, dador de e- P, pigmento clorofila a y proteínas A, aceptor de e-
FSII H2O ? 680 nm Q
FSI Plastocianina ? 700 nm X
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Fase lumínica de la fotosíntesis
6
Rendimiento de la fase lumínica
Proceso no cíclico
Proceso cíclico

• Gasto
• 2 moléculas de agua
• Luz
• 2 moléculas de NADP
• 1 molécula de ADP Pi
• Rendimiento
• 2 moléculas de NADP2H
• 1 molécula de ATP

• Gasto
• Luz
• 1 molécula de ADP Pi
• Rendimiento
• 1 molécula de ATP

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Fotofosforilación
H
8
Fase oscura de la fotosíntesis. Ciclo de Calvin

• No requiere luz
• Utiliza el NADP2H y el ATP obtenidos en la fase
  lumínica
• Se obtiene materia orgánica a partir de materia
  inorgánica (CO2) mediante reducción
• Sucede en el estroma del cloroplasto
• La materia orgánica se almacena o se distribuye
  al resto de la planta

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Ciclo de Calvin-Benson
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Modificaciones del ciclo de Calvin
Fotorrespiración ambiente cálido y seco. Cierre
de estomas para evitar la pérdida de agua, con
acumulación de O2 y escasez de CO2 .
La rubisco oxida la ribulosabifosfato
células estomáticas con cloroplastos
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Plantas C4. Ruta de Hatch-Slack
Otra adaptación a climas cálidos y secos
cereales y caña de azúcar. En éstas, la fijación
de CO2 se lleva a cabo en células perivasculares.
Estas células están cubiertas por células del
mesófilo que bombean CO2 a las células
perivasculares.
Plantas crasuláceas cactus. Ambientes muy secos.
Se abren por la noche. Fijan el CO2 en forma de
málico en una vacuola
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Factores que influyen en la fotosíntesis
favorables
desfavorables

• Concentración de CO2.
• Intensidad lumínica (excepto fotooxidación).
• La cantidad de agua.

• Concentración de O2.

otros
El color de la luz La temperatura. Cada especie
muestra su intervalo óptimo con suficiente luz y
CO2.
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Fotosíntesis anoxigénica
No se produce O2 sino otras sustancias. Utiliza
una molécula distinta del agua como donante de
electrones (poder reductor) y obtener materia
orgánica a partir de materia inorgánica.
Bacterias verdes del azufre. Utilizan SH2 O H2 .
Desprenden S. Bacterias púrpuras del azufre.
Utilizan SH2 . Acumulan el S en su
interior. Bacterias púrpuras no del azufre.
Utilizan moléculas orgánicas sencillas (pirúvico,
láctico, etc.).
Proceso etapa lumínica sólo fotosistema I en
la membrana. Similar a la etapa
cíclica para obtener ATP y acíclica para
formar NAD2H. etapa oscura similar a la vista.
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Importancia biológica de la fotosíntesis

• Importancia evolutiva se había agotado la
  materia orgánica.
• Aparición de la fotosíntesis anoxigénica.
• Aparición del fotosistema II. Fotolisis del agua
  y liberación de oxígeno.
• Formación de ozono. Filtración de radiaciones y
  salida de seres vivos a la superficie.
• Utilización de la fuente energética más
  abundante.
• Soporte de la vida en la Tierra.

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NO3 -
NO3 -
Microorganismos quimiosintéticos
NO2 -
NH3
NH3
En el estroma de las células fotosintéticas
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Incorporación del Nitrógeno atmosférico
Eucariotas no
Bacterias heterótrofas
N2
Cianobacterias libres o asociadas a hongos
líquenes
energía
Bacterias heterótrofas como Azotobacter (O2) o
Clostridium (sin O2)
nitrogenasa
Rhizobium leguminosas. Importancia ecológica
NH3
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Anabolismo heterótrofo
Obtención de moléculas orgánicas complejas a
partir de moléculas orgánicas simples.
En autótrofos a partir del ciclo de Calvin o bien
de reacciones comunes a los heterótrofos.
En heterótrofos, las toman del medio como
monómeros y forman los polímeros a partir de
ellos.
Rutas metabólicas que, en general, son inversas a
las del catabolismo
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Anabolismo de Glúcidos gluconeogénesis
fructosa di P
fructosa 6 P
glucosa 6 P
glucosa
triosas P
ac. fosfoenolpirúvico
ác. oxalacético 4C
ác. pirúvico 3C
ác. pirúvico 3C
aá
ác. málico
ác. málico
ác. oxalacético 4C
aá
La glucosa no puede obtenerse del acetilCoA. De
los ác. grasos
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Anabolismo de glúcidos glucogenogénesis
Almidón (n1 glucosas)
glucógeno (n1 glucosas)
Almidón (n glucosas)
glucógeno (n glucosas)
UDP-glucosa
ADP-glucosa
UDP-glucosa
sacarosa
glucosa 1 P
UTP
glucosa 1 P
glucosa 6 P
Ciclo de Calvin 6GAP
pirúvico
fructosa di P
glucosa 6 P
gliceraldehido P
gliceraldehido P
glucosa
pirúvico
célula vegetal
célula animal
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Anabolismo de lípidos acilglicéridos
CH3CHCH-COSCoA
CH3CH2-CH2-COSCoA (4C)
ác. graso
CH3CHOH-CH2-COSCoA
acilglicérido
CH3CO-CH2-COSCoA
glicerol
pirúvico
Lípidos Glúcidos
acetilCoA
malonilCoA
acetilCoA
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Ruta del glioxilato Glioxisomas en semillas
ác. Graso (n C)
2 acetilCoA
ác. oxalacético
n/2 acetilCoA
ác. succínico
glucosa
hialoplasma
cuerpo lipídico
glioxisoma
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Quimiosíntesis
bacterias de la nitrosificación (Nitrosomonas)
NH3 a NO2- bacterias de la nitrificación
(Nitrobacter) NO2- a NO3- bacterias incoloras
del azufre oxidan sulfuros, sulfitos,
etc. bacterias del metano CH4 a CO2
bacterias del hidrógeno H2 a H2O bacterias del
hierro compuestos ferrosos a férricos bacterias
del monóxido de carbono CO a CO2
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Anabolismo de Proteínas y Ácidos Nucleicos

• Cada aminoácido tiene su ruta. Difieren entre
  distintas especies.
• Recordar transaminación, desaminación y
  aminación.
• Incorporación de Nitrógeno en autótrofos (aéreo y
  terrestre).
• Aminoácidos esenciales.
• Utilización de aminoácidos para otras moléculas
  tiroxina, nucleótidos, ciclo tetrapirrólico...
• Traducción o biosíntesis de proteínas.

• Diferentes rutas para cada base nitrogenada.
• Intervienen diferentes aminoácidos (ác. Aspártico
  para uridina y citidina) .
• Los nucleótidos se sintetizan a partir de la
  pentosa, el fosfato y la base nitrogenada.
• Los ácidos nucleicos mediante los procesos de
  duplicación (ADN) y transcripción (ARN).