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