Gluconeogénesis
La gluconeogénesis permite obtener glucosa a partir del ácido pirúvico procedente del ciclo de Krebs.
Síntesis de una molécula de glucosa a partir de 2 de ácido pirúvico
Etapas:
- Cada molécula de ácido pirúvico se une con una de CO2 para formar ácido oxalacético. Tiene lugar dentro de la mitocondria y se produce gasto de energía en forma de ATP.
- El ácido oxalacético es reducido por la acción del NADH para formar ácido málico, que es transportado al citosol. Este vuelve a ser oxidado a ácido oxalacético por acción del NAD+.
- Cada molécula de ácido oxalacético se transforma en el citosol en ácido fosfoenolpirúvico, en una reacción que libera CO2. El fosfato necesario es cedido por el GTP, que se hidroliza a GDP y aporta la energía.
- La síntesis de glucosa a partir de las dos moléculas de ácido fosfoenolpirúvico se realiza siguiendo una ruta inversa a la glucólisis, en la que se utilizan las mismas enzimas que en esta, excepto en los pasos de la transformación de la fructosa 1,6-bifosfato en fructosa 6-fosfato y la hidrólisis de la glucosa 6-fosfato, que da lugar a la liberación de la glucosa y un grupo fosfato.
Anabolismo autótrofo: la fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso de biosíntesis de moléculas orgánicas llevado a cabo por los cloroplastos para obtener energía. Hay dos tipos:
- Fase lumínica: Captación de energía lumínica y transformación en energía química.
- Fase oscura: Reducción fotosintética del CO2 mediante una serie de reacciones conocida como el ciclo de Calvin.
Fotosistemas (PS)
Son estructuras en las que se produce la captación de energía solar y la liberación de electrones de alta energía. Están formados por un complejo antena, un centro reactivo, un dador y un aceptor de electrones.
- Complejo antena: Formado por moléculas de clorofila y otros pigmentos. Estas moléculas están unidas a proteínas de la membrana y cada una absorbe luz. La energía es transferida al centro reactivo.
- Centro reactivo: Tiene dos moléculas de clorofila. La energía que llega a ellas es utilizada para impulsar electrones hacia las cadenas de transporte electrónico.
- Dador y aceptor de electrones: Son distintos en cada fotosistema. El aceptor primario de electrones acepta el electrón procedente de la clorofila.
Pigmentos de la fotosíntesis
- Clorofila: Formada por una porfirina que tiene un átomo de Mg2+ y está unida a una cadena de fitol. Hay dos tipos principales, la clorofila a y la clorofila b, que absorben luz de las regiones azul y roja del espectro.
- Carotenoides: Presentes en todos los organismos fotosintéticos. Absorben luz en la región verde y azul del espectro y ayudan a eliminar el exceso de energía que se acumula en las moléculas de clorofila.
- Ficobilinas: Absorben luz de la parte media del espectro.
Fosforilación no cíclica
El fotosistema II (PSII) se excita con una longitud de onda de 680 nm y pierde dos electrones que pasan por la plastoquinona, el citocromo b6-f y la plastocianina al fotosistema I (PSI). El PSI se excita con 700 nm, perdiendo dos electrones que van a la filoquinona, la ferredoxina y luego a la enzima NADP+ reductasa. (NADP+) + (2e–) + (2H+) → NADPH + H+
Los protones son trasladados por el citocromo b6-f y luego pasan del espacio tilacoidal por la ATP-sintasa, formando ATP.
Fosforilación cíclica
Solo trabaja el PSI; ocurre cuando no hay NADP+ para reducir o hay poco ATP. Los electrones van a la ferredoxina y después a la plastoquinona, haciendo que se bombeen más protones, creando más ATP.
Fase oscura o biosintética
Comprende una serie de reacciones independientes de la luz que tienen lugar en el estroma del cloroplasto. El NADPH y el ATP formados en la fase fotoquímica se utilizan para reducir algunas moléculas sencillas con alto grado de oxidación. Permite a las células obtener las moléculas orgánicas sencillas que son necesarias para otros procesos de biosíntesis. En la fase oscura, la reducción fotosintética del CO2 se realiza mediante una serie de reacciones conocidas como el ciclo de Calvin.
Ciclo de Calvin
El ciclo de Calvin es un proceso de fijación y reducción del CO2 atmosférico que se realiza en el estroma del cloroplasto. La síntesis de una molécula de glucosa o fructosa a partir de 6 moléculas de CO2 requiere el consumo de 18 moléculas de ATP y 12 de NADPH.
Las etapas son: fijación del CO2, fosforilación, reducción, regeneración del RuBP, fosforilación y síntesis de una hexosa.