Anabolisme: Fotosíntesi i Quimiosíntesi

Anabolisme Autòtrof

L'anabolisme autòtrof consisteix a obtenir molècules orgàniques a partir de molècules inorgàniques. Hi ha dos tipus d'anabolisme autòtrof:

• Anabolisme fotosintètic: Utilitza l'energia lluminosa.
• Anabolisme quimiosintètic: Utilitza l'energia de reaccions químiques.

L'anabolisme heteròtrof, en canvi, obté molècules orgàniques complexes a partir de molècules orgàniques més senzilles.

Fotosíntesi

La fotosíntesi és un procés que transforma l'energia lluminosa en energia química. Els components necessaris per a la fotosíntesi són:

• Cèl·lules vegetals
• Cloroplasts
• Tilacoides (de grana/grana)
• ADN
• Membrana externa i interna del cloroplast
• Ribosomes

Fotosistemes

Els fotosistemes són complexos proteics que participen en la fotosíntesi. Hi ha dos tipus de fotosistemes:

• Antena: Capta la llum i transfereix l'energia. Conté els pigments fotosintètics.
• Centre de reacció: Capta la llum i inicia la reacció. Conté:
  • Pigment diana: Rep l'energia captada pels pigments antena.
  • Primer acceptor: Rep els electrons transferits del pigment diana.
  • Primer donador: Cedeix electrons per reposar el pigment diana.

Hi ha dos tipus de fotosistemes:

• Fotosistema I (PSI): Capta la llum de 700 nm.
• Fotosistema II (PSII): Capta la llum de 680 nm.

Cadena transportadora d'electrons

La cadena transportadora d'electrons està formada per:

• Plastoquinona (PQ): Entre el PSII i el complex citocrom b-f.
• Plastocianina (PC): Entre el complex citocrom b-f i el PSI.
• Ferredoxina (Fd): Després del PSI.

Fase lluminosa acíclica

En la fase lluminosa acíclica es produeix la captació de l'energia lluminosa i la seva conversió en energia química. Es divideix en dues fases:

1. Fase acíclica: Es produeix la fotòlisi de l'aigua. Dos electrons arriben al PSII, que s'activa i els perd. Aquests electrons passen a la plastoquinona. Per tornar a estabilitzar el PSII, es torna a fer la hidròlisi de l'aigua. Després, la plastoquinona s'activa i capta 2 H⁺, passant 2 electrons al citocrom b-f i 2 H⁺ al tilacoide.
2. Dos electrons arriben al PSI, que s'activa i perd 2 electrons, que passen a la ferredoxina.

Balanç de la fase: H₂O + ADP + NADP⁺ → O₂ + ATP + NADPH

Fase lluminosa cíclica

En la fase lluminosa cíclica només intervé el PSI. Es crea un cicle d'electrons on, a cada volta, es fa síntesi d'ATP. La finalitat d'aquesta fase és solucionar el dèficit d'ATP de la fase acíclica per poder continuar amb la fase fosca (1,33 ATP → 1,5 ATP, més 0,17 ATP en cada cicle).

Fase fosca

La fase fosca es duu a terme al cicle de Calvin. En la primera etapa, es produeix la fixació del CO₂ (plantes C3) a una pentosa gràcies a l'enzim Rubisco. En la segona etapa, a partir de dos àcids fosfoglicèrids, es produeix la reducció del CO₂ fixat. Es consumeix ATP i NADPH per tal de sintetitzar glucosa (saba elaborada).

Quimiosíntesi

La quimiosíntesi és la síntesi d'ATP a partir de l'energia que desprenen reaccions d'oxidació de substàncies inorgàniques, procedents de la descomposició de la matèria orgànica.

Fotorespiració

En ambients càlids i secs, els estomes es tanquen per evitar la pèrdua d'aigua. Això provoca un augment de la concentració d'oxigen. En aquestes condicions, la Rubisco fa una funció oxidasa que destrueix la ribulosa-1,5-difosfat, impedint el cicle de Calvin. La fixació del CO₂ al PEP gràcies a la PEPcarboxilasa forma oxalacetat (4C), que acaba formant malat i dóna el CO₂ per a fer el cicle de Calvin.

Anabolisme Heteròtrof

L'anabolisme heteròtrof és una via constructiva similar en autòtrofs i heteròtrofs. És un procés de reducció que permet obtenir partícules complexes a partir de partícules més simples.

Tots els processos es fan al citoplasma, excepte:

• Àcids nucleics: Nucli, cloroplasts i mitocondris.
• Proteïnes: Ribosomes.
• Fosfolípids i colesterol: Reticle endoplasmàtic llis (REL).
• Glicòlisi dels lípids i proteïnes: Reticle endoplasmàtic (RE) i aparell de Golgi (AG).