Fotosíntesis: Fase Independiente

La fase independiente se localiza en el estroma de los cloroplastos. La fase biosintética es un proceso que, a partir de moléculas inorgánicas, produce moléculas orgánicas, gracias a la energía del ATP y al poder reductor de las coenzimas reducidas. El ciclo de Calvin es la principal ruta de la fase biosintética. Es una ruta metabólica cíclica en la que, a partir del ATP obtenido en la fase luminosa, se convierte el CO2 en moléculas orgánicas. El CO2 se fija en una molécula orgánica y se forman dos de fosfogliceraldehído, del que partirán a otras rutas para formar cualquier molécula orgánica.

Fases del Ciclo de Calvin

  • Fase 1 (Fijación): Una enzima, la RUBISCO, produce la fijación del CO2.
  • Fase 2 (Reducción): Con la energía del ATP y el poder reductor de las coenzimas generadas en la fase luminosa, se forman dos de fosfogliceraldehído.
  • Fase 3 (Regeneración): A partir del fosfogliceraldehído, se regenera otra vez la molécula inicial y también pasa a rutas para sintetizar glucosa.

Factores que Influyen en la Fotosíntesis

  • Temperatura: A mayor temperatura, el rendimiento fotosintético es mayor, excepto a temperaturas muy altas. A medida que aumenta la temperatura, aumenta el movimiento de las moléculas y las reacciones son más rápidas, pero a temperaturas demasiado altas se desnaturalizan las enzimas.
  • Concentración de gases como el CO2: A mayor concentración de CO2, el rendimiento fotosintético aumenta. Esto se debe a que todas las enzimas estarán funcionando al máximo (saturadas).

Catabolismo: Respiración Aeróbica

El catabolismo, específicamente la respiración aeróbica, es un tipo de catabolismo que transforma moléculas orgánicas en inorgánicas con la finalidad de obtener energía en forma de ATP. La respiración aeróbica la realizan casi todos los seres vivos. En la respiración aeróbica de la glucosa, las rutas metabólicas son:

  • Glucólisis: Se localiza en el citosol. Es la primera ruta metabólica que oxida la glucosa, produciendo 2 ácidos pirúvicos, 2 ATP y 2 NADH2.
  • Descarboxilación del Piruvato: Se localiza en la matriz mitocondrial. El piruvato atraviesa las membranas mitocondriales y se descarboxila y oxida para formar acetil-CoA.
  • Ciclo de Krebs: Se localiza en la matriz mitocondrial. Es un ciclo de reacciones a las cuales se incorpora el acetil-CoA, descarboxilándose y oxidándose completamente. Acetil-CoA → 2CO2 + 1ATP + 1 FADH2 + 3 NADH2.
  • Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa: Se localiza en las crestas mitocondriales. Su finalidad es sintetizar ATP por fosforilación oxidativa en las ATP sintasas a partir de las coenzimas reducidas y aportar sus H+. En la cadena respiratoria por fosforilación oxidativa es donde se obtiene la mayor parte del ATP. La cadena respiratoria es una serie de proteínas transportadoras de electrones, que recogen los electrones de las coenzimas reducidas y van transportándolos de unas a otras hasta la última proteína. El oxígeno hace que toda la cadena funcione, ya que es el último aceptor de los protones y electrones y forma agua.

En la respiración aeróbica de los aminoácidos se dan rutas como la desaminación con eliminación de los grupos amino, y después se incorporan en el ciclo de Krebs. En la de los ácidos grasos, las rutas metabólicas son la beta oxidación, que es una ruta catabólica en la que los ácidos grasos son transformados a muchos acetil-CoA y muchas coenzimas reducidas. Tiene lugar en la matriz mitocondrial y consiste en un proceso de cuatro reacciones que se repiten en ciclos. En cada ciclo se liberan 2C en forma de un acetil-CoA y un NADH2 y un FADH2 hasta su transformación total.

El ciclo diploide: Los individuos que se generan son diploides. La meiosis tiene lugar al formarse los gametos que serán células haploides. Tras la fecundación se formará un cigoto diploide que dará por sucesivas mitosis un individuo. El ciclo diploide es común en los animales.

Genética Bacteriana

ADN bicatenario: Es circular. Se empaqueta con proteínas no histonas, es haploide, no está rodeado por una envoltura, por lo que no hay núcleo; el ADN está en el citoplasma. En las bacterias, la transcripción es casi simultánea con la traducción. Algunas bacterias tienen plásmidos: pequeños fragmentos circulares de ADN que contienen pocos genes. Los plásmidos se pueden unir y soltar del ADN principal y también se pueden duplicar.

Reproducción bacteriana: Se reproducen asexualmente por bipartición, pero sin mitosis: el ADN se duplica gracias a las enzimas que se encuentran en la membrana celular. Algunas zonas de la membrana sujetan el ADN duplicado y dirigen su movimiento. Las mutaciones son muy frecuentes debido a su división y como su ADN es haploide, siempre se manifiestan. Los mecanismos parasexuales permiten a las bacterias intercambiar trozos de ADN.

Catabolismo vs. Anabolismo

  • Catabolismo: Moléculas complejas → Moléculas sencillas oxidadas. Genera ATP, produce coenzimas reducidas.
  • Anabolismo: Moléculas sencillas → Moléculas orgánicas complejas reducidas. Gasta ATP, coenzimas descargadas.