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3.3: Etapa enzimática

Última actualización

29 oct 2022
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- 3.2: Escenario ligero
- 3.4: Vía C4

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La etapa enzimática tiene muchos participantes. Estos incluyen dióxido de carbono, portador de hidrógeno con hidrógeno (NADPH), ATP, bifosfato de ribulosa (RuBP, o $\ce{C5}$ ), y Rubisco junto con algunas otras enzimas. Todo ocurre en la matriz (estroma) del cloroplasto.

Captura de pantalla 2019-01-03 a las 9.26.24 PM.png — Figura $\PageIndex{1}$ Cloroplasto.

El evento principal de la etapa enzimática es $\ce{CO2}$ la asimilación con $\ce{C6}$ moléculas de $\ce{C5}$ corta vida. La asimilación requiere Rubisco como enzima. A continuación, este temporal $\ce{C6}$ se rompe en dos $\ce{C3}$ moléculas (PGA). Entonces, PGA participará en el complejo conjunto de reacciones que gastan NADPH y ATP como fuentes de hidrógeno y energía, respectivamente; y produce (a través de la etapa intermedia de PGAL) una molécula de glucosa ( $\ce{C6H12O6}$ ) por cada seis moléculas asimiladas de $\ce{CO2}$ . NADP $^+$ , ADP y P $_i$ volverán a la etapa de luz. Este conjunto de reacciones químicas devuelve RuBP que iniciará el nuevo ciclo de asimilación. En consecuencia, todas las reacciones descritas en este párrafo forman parte del ciclo que tiene el nombre de “ciclo Calvino” o “ $C_3$ ciclo” (porque las moléculas C $_3$ PGA aquí son las más importantes).

Captura de pantalla 2019-01-03 a las 9.30.09 PM.png — Figura $\PageIndex{2}$ Esquema de la etapa enzimática de la fotosíntesis. Los números en verde muestran cómo se asimila el carbono sin cambiar la cantidad de RuBP.

En total, la etapa enzimática comienza con $\ce{CO2}$ , NADPH, ATP y $\ce{C5}$ (RuBP). Termina con glucosa ( $\ce{C6}$ H $_{12}$ O $_6$ ), NADP+, ADP, P $_i$ y la misma $\ce{C5}$ . Con una adición de nitrógeno y fósforo, la glucosa dará todas las demás moléculas orgánicas (Figura $\PageIndex{3}$ ).

Captura de pantalla 2019-01-03 a las 9.30.24 PM.png — Figura $\PageIndex{3}$ *Esquema de la etapa enzimática de la fotosíntesis. Los números en verde muestran cómo se asimila el carbono sin cambiar la cantidad de RuBP.*

Para resumir, la lógica de la fotosíntesis (Figura $\PageIndex{4}$ ) se basa en una idea simple: hacer azúcar a partir del dióxido de carbono. Imagínese si tenemos las letras “s”, “g”, “u” y “a” y necesitamos construir la palabra “azúcar”. Obviamente, necesitaremos dos cosas: la letra “r” y la energía para poner estas letras en el orden correcto. La misma historia ocurre en la fotosíntesis: necesitará hidrógeno (H) que es la “letra ausente” de $\ce{CO2}$ porque los azúcares deben contener H, O y C. $^+$ NADP/NADPH se usa como proveedor de hidrógeno, y la energía es ATP que se crea a través de la bomba de protones, y la bomba de protones arranca porque la luz ayuda a concentrar protones en el embalse.

Captura de pantalla 2019-01-03 a las 9.30.57 PM.png — Figura $\PageIndex{4}$ Resumen de la fotosíntesis. (Basado en la idea de Arms & Camp, 1986).

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