Anabolisme Autòtrof: Fotosíntesi i Quimiosíntesi Explicades

Enviado por Comunidad Wikiteka y clasificado en Biología

Escrito el en catalán con un tamaño de 5,6 KB

ANABOLISME AUTÒTROF

L' anabolisme és la via constructiva del metabolisme: forma molècules complexes a partir de molècules senzilles. Es divideix en dues etapes:

  • Anabolisme autòtrof: Pas de molècules inorgàniques (H2O, CO2…) a molècules orgàniques senzilles (glucosa, aminoàcids…).
  • Anabolisme heteròtrof: Pas de molècules orgàniques senzilles a molècules orgàniques complexes (midó, greixos, proteïnes…).

Hi ha dos tipus d'anabolisme autòtrof segons la font d'energia (E) que s'utilitza:

Anabolisme Fotosintètic o Fotosíntesi

  • Font d'E usada: Energia lluminosa.
  • Qui la realitza?: Plantes, algues, cianobacteris i bacteris fotosintètics.

Anabolisme Quimiosintètic o Quimiosíntesi

  • Font d'E usada: Energia alliberada en reaccions d'oxidació de compostos inorgànics.
  • Qui la realitza?: Bacteris quimiosintètics.

Un organisme autòtrof és aquell ésser que fabrica matèria orgànica (MO) a partir de matèria inorgànica (MI).

LA FOTOSÍNTESI

És la conversió de l'energia lluminosa en energia química, gràcies als pigments fotosintètics. Hi ha dos tipus de fotosíntesi:

  • Oxigènica: S'obté O2 i la realitzen plantes, algues i cianobacteris; hi intervé la molècula H2O.
  • Anaoxigènica: No allibera O2 i la realitzen bacteris verds i porpres.

La fotosíntesi depèn de l'energia lluminosa i té dues fases:

  1. Etapa lluminosa: Depenent de la llum.
  2. Etapa fosca o fase biosintètica: Depenent de la lluminosa.

ESTRUCTURES FOTOSINTETITZADORES

En plantes i algues la fotosíntesi es duu a terme als cloroplasts:

  • Membrana interna i externa.
  • Estroma: Líquid intern.
  • Tilacoides: Sacs (formats en grana i estroma o lamèl·la).

Els cianobacteris tenen tilacoides al citoplasma. Els que fan l'anaoxigènica tenen clorosomes.

FOTOSISTEMES

Constituïts per proteïnes transmembrals formades per dues subunitats:

  • Complex captador de llum o antena: Conté pigments antena (clorofil·la a, clorofil·la b) que capten fotons de llum (bàsicament clorofil·les, bacterioclorofil·les…).
  • Centre de reacció: On hi ha el pigment diana (clorofil·les), capaços de transmetre l'excitació rebuda pel complex antena a una altra molècula en forma de transferència d'electrons.

Hi ha 2 tipus de fotosistemes:

  • PsI o P700 (Fotosistema 1): Va aparèixer inicialment i conté un pigment capaç de captar la llum de longitud d'ona $\le 700 \text{ nm}$ (no pot trencar H2O per aconseguir electrons).
  • PsII o P680 (Fotosistema 2): Pot captar llum de longitud d'ona $\le 680 \text{ nm}$, que en ser més energètica li permet fer la fotòlisi de l'aigua.

FOTOSÍNTESI DE COMPOSTOS DE CARBONI

L'equació general és: $6\text{CO}_2 + 12\text{H}_2\text{O} + \text{Energia lluminosa} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$.

  • Fase lluminosa: Té lloc als tilacoides, necessita llum de manera directa. L'energia lluminosa s'utilitza per a la síntesi de NADPH i ATP.
  • Fase fosca: Té lloc a l'estroma, no necessita llum directament. S'usen NADPH i ATP de la fase lluminosa per a la síntesi de compostos orgànics.

FASE LLUMINOSA DE LA FOTOSÍNTESI

Fase lluminosa acíclica

Intervenen PsI i PsII. Es genera ATP i NADPH, i es produeix O2. Els electrons passen de l'aigua al NADPH. Aquesta fase es produeix en 3 processos:

  1. Fotòlisi de l'aigua: $\text{H}_2\text{O} \rightarrow \frac{1}{2}\text{O}_2 + 2\text{H}^+ + 2\text{e}^-$. Es capta energia lluminosa al PsII i el pigment diana perd electrons. Aquests electrons passen a la plastoquinona (PQ) per tornar els electrons a la clorofil·la 680 (pigment diana). Es fa hidròlisi de l'H2O per recuperar els electrons (això es genera a la membrana tilacoidal). A l'interior del tilacoide augmenta el nombre de $\text{H}^+$ (vénen de l'H2O i l'estroma).
  2. Fotofosforilació de l'ADP: $\text{ADP} + \text{P} \rightarrow \text{ATP} + \text{H}_2\text{O}$. Gràcies a l'aportació de protons de l'H2O i l'estroma i per equilibrar la diferència de potencial electroquímic, fem sortir els protons per les ATP-sintetases amb la consegüent síntesi d'ATP.
  3. Fotoreducció del NADP$^+$: $\text{NADP}^+ + 2\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow \text{NADPH} + \text{H}^+$. Tots els electrons transportats finalment arriben a la NADP$^+$ reductasa i redueixen el NADP$^+$.

Fase lluminosa cíclica

Intervé PsI. Es genera ATP, no produeix O2 i hi ha reutilització d'electrons. És l'únic procés on [dos fotons sobre el PsI, s'alliberen $2\text{e}^-$ de la P700, es produeix flux cíclic d'electrons, entren 2 protons des de l'estroma al tilacoide, els protons surten a través de l'ATP-sintetasa, es sintetitzen ATP ($\text{ADP} + \text{Pi} \rightarrow \text{ATP} + \text{H}_2\text{O}$)]. Aquest procés complementa la generació d'ATP per a la fase fosca.