CO2 H2O Hidratos de carbono

Elementos minerales

Terpenos Lípidos Fenoles

Proteínas

Ac. nucleicos Secundarios nitrogenados

REACCIONES LUMINICAS

TILACOIDES

REACCIONES DE ASIMILACION DE CO2

ESTROMA

CICLO DE REDUCCION DEL CARBONO CICLO DE CALVIN-BENSON CICLO REDUCTIVO DE LAS PENTOSAS FOSFATO VIAS METABOLICAS ASOCIADAS AL CICLO DE CALVIN CILCO C4 DE ASIMILACION FOTOSINTETICA DEL CARBONO FOTORRESPIRACION METABOLISMO ACIDO DE LAS CRASULACEAS (CAM)

Gliceraldehído 3-fosfato

(+ 1)

NADPH

Fase de reducción ATP

1,3-bifosfoglicerato (+ 3)

3-fosfoglicerato Fase de fijación

(+ 4)

Dióxido de carbono ( δ-)

( δ+)

Gliceraldehído -3-P

GLICOLISIS

FASE DEREDUCCION NO EN CLOROPLASTO

DESTINOS DEL C

TPP Mg++

TPP Mg++

CICLO DE CALVIN-BENSON

RIBULOSA 1,5-BIFOSFATO CARBOXILASA / OXIGENASA

RUBISCO

RUBISCO

(50% proteínas del cloroplasto)

250 mg/l en el estroma

Sitios activos

≈ 4mM de sitios activos

(amarillo) (8)

M ≈ 550.000

Subunidad pequeña S (8)

Subunidad grande L (8)

Vista superior

Vista lateral

Transporte de ATP y equivalentes de reducción (NADPH/NADH) desde el cloroplasto al citosol

FOTOMORFOGENESIS “Efectos en el crecimiento y desarrollo de las plantas debido a cambios en la cantidad y calidad de la luz, no relacionados a la fotosíntesis” EFECTOS FOTOTROPICOS: dados por la dirección de la luz

EFECTOS FOTOPERIÓDICOS: dados por el fotoperiodo

Genes COP (CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS)

FOTORECEPTORES DE LUZ ROJA: FITOCROCROMO

REGULA EL POTENCIAL DE MEMBRANA Y EL FLUJO DE IONES REGULA LA TRANSCRIPCION DE GENES ASOCIADOS AL ENVERDECIMIENTO  RUBISCO (subunidad pequeña)  proteínas del complejo HLCII REGULA LA TRANSCRIPCION DE GENES ASOCIADOS AL METABOLISMO DEL N

 NITRATO REDUCTASA  NITRITO REDUCTASA

FOTORECEPTORES DE LUZ AZUL: CRIPTOCROMO (FLAVOPROTEINA) PROTEINA: 75 Kda homóloga a Fotoliasa (enzima bacteriana involucrada en la reparación del daño en ADN por UVB)

CROMOFOROS: PTERINA - metilen tetrahidrofolato (MHF) 380 nm

FLAVINA - flavín adenín dinucleótido (FAD) 480 nm FADH

Fosfori lación

Transducción de señales

CRIPTOCROMO: EN PLANTAS, HELECHOS, ALGAS, BACTERIAS, MOSCAS, MAMIFEROS (hombre)

Luz azul

PTERINA

ENZIMAS REGULADAS POR LUZ Rubisco Fructosa 1,6-bifosfatasa

Ferredoxina / tiorredoxina

Sedoheptulosa 1,7-bifosfatasa Fosforribuloquinasa

NADP- Gliceraldehído 3fosfato deshidrogenasa

pH --- Mg++

pH 8

pH 7

hυ Mg 2+

pH

El sistema Ferredoxina-tiorredoxina reduce enzimas específicas en presencia de luz

Un caso inverso : En oscuridad activa la Glucosa 6P deshidrogenasa (forma oxidada) VIA OXIDATIVA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

Cianobacterias y algas

Plantas

Actividad oxigenasa de la Rubisco

Km (CO2) ≈ 9 µM Km (O2) ≈ 350 µM

La afinidad de Rubisco por el CO2 disminuye con la T e incrementa la activ. oxigenasa

FOTORRESPIRACION: MITOCONDRIA-CLOROPLASTO-PEROXISOMA

Annu Rev. Plant Biol. 2009 60: 455-484

The core photorespiratory glycolate pathway within the context of photosynthetic carbon and nitrogen metabolism. Numbered reactions are catalyzed by the following enzymes: 1, Rubisco; 2, Phosphoglycolate phosphatase; 3, Glycolate oxidase; 4, Serine:glyoxylate aminotransferase; 5, Glutamate:glyoxylate aminotransferase; 6, Glycine decarboxylase; 7, Serine hydroxymethyltransferase; 8, Hydroxypyruvate reductase; 9, Glycerate kinase; 10, Glutamine synthetase; 11, Glutamate synthase (GOGAT); 12, Dicarboxylate exchangers; 13, Catalase. Glutamate (Glu) and glutamine (Gln) over and above that involved in photorespiratory amine cycling (reactions 5, 10, 11, and 12) can be used for amino acid synthesis. This net production of Gln and Glu occurs through use in reaction 10 of ammonia produced, for example, by nitrate reduction and use in reaction 11 of 2-OG produced in compartments such as the mitochondrion. PET, photosynthetic electron transport; RET, respiratory electron transport.

MECANISMOS DE CONCENTRACION DE CO2 BAJA O NULA FOTORRESPIRACION

Plantas C3

Trigo Limoneros Arroz

Yerba mate

Soja Tabaco

Plantas C4 Maíz

Zea mays

Amaranto (kiwicha) Amaranthus caudatus Panicum maximun Sorgo

Caña de azúcar

Mijo Panicum miliaceum

Sorghum spp. Saccharum officinarum,

C3

C4

Fd-Trx

P- quinasa /fosfatasa

P- quinasa /fosfatasa

RESPIRACION PLANTAS

Vodoo lily

Sauromatum guttatum

Col mofeta oriental

ASIMILACION DE NITROGENO

NADPH (VIA DE LAS PENTOSAS FOSFATOS) – no verdes

Sirohemo (tetrahidroporfirina

CICLO GS/GOAT GOAT: glutamina: 2-oxoglutarato amino-transferasa

SENESCENCIA GERMINACION

ASIMILACION DE AZUFRE

APS reductasa

NADPH

NADP