Quimiosíntesis: concepto, bacterias quimiolitotrofas y fotosíntesis
Quimiosíntesis
La quimiosíntesis es un proceso metabólico muy especial que realiza un grupo de bacterias: las bacterias quimiolitotrofas. Son bacterias autótrofas que utilizan el CO2 como fuente de carbono, pero no obtienen la energía de la luz, sino de la oxidación de ciertos productos inorgánicos.
Algunas de ellas tienen una importancia enorme en el ciclo del nitrógeno de la naturaleza. Benefician al hombre ya que aportan a los suelos de cultivo los nitratos u otras sales que las plantas agrícolas necesitan para sobrevivir.
Tipos de bacterias quimiolitotrofas según el producto oxidable
Según el producto oxidable que empleen para obtener la energía, pueden ser:
- Nitrificantes: estas bacterias oxidan ciertos compuestos reducidos. Son aerobias y viven en el suelo; proporcionan a un terreno bien aireado toneladas de nitrato al año.
- Sulfooxidantes: son las sulfobacter que oxidan compuestos de azufre como el H2S o el propio azufre, hasta dar sulfato.
- Ferrooxidantes: son las ferrobacter que oxidan el hierro ferroso a hierro en forma férrica.
- Metanógenas: como el Methanococcus, que utiliza el H2 como fuente de poder reductor y energía. La producción de metano tiene lugar a partir de CO2 gracias a la transferencia de e- procedentes del H2. El metano formado no es más que un producto de desecho: la vía metabólica principal utiliza la energía para la fijación de carbono y su posterior reducción a acetil-CoA. El Methanococcus es una bacteria del dominio Archaea.
Fotosíntesis: fase lumínica
Etapas de la fase lumínica
- Absorción de la luz por los pigmentos.
- Fotólisis del agua.
- Transporte de e- hasta el NADP+
- Fotofosforilación.
3. Transporte de e- hasta el NADP+
Transporte no cíclico
En este transporte, la luz se absorbe por el fotosistema II y la energía pasa a los e- del centro de reacción que se activan. Al activarse, se transmiten en contra de gradiente a una cadena de transporte electrónico que está en las membranas tilacoides. El fotosistema II recupera los e- a partir de la fotólisis del agua.
La cadena de transporte electrónico está formada por un conjunto de aceptores que se pasan los e- de unos a otros, mediante un transporte a favor de gradiente. En este transporte se genera energía para la síntesis de ATP mediante la fotofosforilación.
Los e- pasan al fotosistema I, que los impulsa en contra de gradiente y llegan a una cadena de transporte corta que los cede al NADP+, y este al aceptor los transforma en NADPH.
- La 1ª cadena que recibe los e- del fotosistema II está formada por plastoquinona, un complejo de citocromos y plastocianina.
- La 2ª cadena está constituida por la proteína ferredoxina y la enzima NADP+ reductasa.
En este flujo no cíclico se genera energía química en forma de ATP y podrá reducirse en forma de NADPH.
Transporte cíclico
Los e- fotoexcitados toman un camino alternativo que utiliza el fotosistema I pero no el II. Regresan desde la ferredoxina al complejo de citocromos y continúan hasta la clorofila P700 en el fotosistema I. En este caso no hay producción de NADPH y tampoco se libera O2, aunque sí se sintetiza ATP en la fosforilación cíclica.
En el ciclo de Calvin se consume más ATP que NADPH. Con la fotofosforilación cíclica se produce ese ATP adicional que será necesario después en el ciclo.