18.7D: Vías C4 y CAM en plantas
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- Describa brevemente la vía C 4 y en qué se diferencia de la ruta C 3.
- Describa brevemente la vía CAM y en qué se diferencia de la vía C 4.
La entrada y salida de los gases en las plantas es a través de pequeños poros llamados estomas ubicados en la parte inferior de las hojas. El dióxido de carbono, el gas requerido para el ciclo Calvino, no es un gas muy abundante en la naturaleza. Bajo condiciones ambientales cálidas y secas los estomas se acercan para reducir la pérdida de vapor de agua, pero esto también resulta en una disminución en gran medida del suministro de CO 2 para la planta. Las plantas que normalmente viven en climas secos y cálidos han adaptado diferentes formas de fijar inicialmente el CO 2 antes de entrar en el ciclo Calvino. Estas vías de fijación de carbono, conocidas como las vías C 4 y CAM, tienen lugar en el citoplasma de la célula.
La vía C 4
La vía C 4 está diseñada para fijar de manera eficiente CO 2 a bajas concentraciones y las plantas que utilizan esta vía se conocen como plantas C 4. Estas plantas primero fijan CO 2 en un compuesto de cuatro carbonos (C 4) llamado oxaloacetato (Figura\(\PageIndex{1}\)). Esto ocurre en células llamadas células mesófilas. Primero, el CO 2 se fija a un compuesto de tres carbonos llamado fosfoenolpiruvato para producir el compuesto de cuatro carbonos oxaloacetato. La enzima que cataliza esta reacción, PEP carboxilasa, fija CO 2 de manera muy eficiente por lo que las plantas C 4 no necesitan tener sus estomas abiertos tanto.
El oxaloacetato se convierte luego en otro compuesto de cuatro carbonos llamado malato en una etapa que requiere el poder reductor del NADPH. Luego, el malato sale de las células mesófilas y entra en los cloroplastos de células especializadas llamadas células de vaina de haz. Aquí el malato de cuatro carbonos es descarboxilado para producir CO 2, un compuesto de tres carbonos llamado piruvato, y NADPH. El CO 2 se combina con bifosfato de ribulosa y pasa por el ciclo de Calvin mientras que el piruvato vuelve a entrar en las células mesófilas, reacciona con ATP y se convierte de nuevo en fosfoenolpiruvato, el compuesto de partida del ciclo C 4. El ciclo C 4 se resume en la Figura\(\PageIndex{1}\).
La vía CAM
Las plantas CAM viven en condiciones muy secas y, a diferencia de otras plantas, abren sus estomas para fijar CO 2 solo por la noche. Al igual que las plantas C 4, el uso PEP carboxilasa para fijar CO 2, formando oxaloacetato. El oxaloacetato se convierte en malato el cual se almacena en vacuolas celulares. Durante el día en que se cierran los estomas, el CO 2 se retira del malato almacenado y entra en el ciclo de Calvino.
Resumen
- El dióxido de carbono, el gas requerido para el ciclo Calvino, no es un gas muy abundante en la naturaleza. Bajo condiciones ambientales cálidas y secas los estomas se acercan para reducir la pérdida de vapor de agua, pero esto también resulta en una disminución en gran medida del suministro de CO 2 para la planta.
- Las plantas que normalmente viven en climas secos y cálidos han adaptado diferentes formas de fijar inicialmente el CO 2 antes de entrar en el ciclo Calvino. Estas vías de fijación de carbono, conocidas como las vías C 4 y CAM, tienen lugar en el citoplasma de la célula.
- La vía C 4 está diseñada para fijar de manera eficiente CO 2 a bajas concentraciones y las plantas que utilizan esta vía se conocen como plantas C 4.
- Las plantas CAM viven en condiciones muy secas y, a diferencia de otras plantas, abren sus estomas para fijar CO 2 solo por la noche.