Anabolisme: Ruta de síntesi de molècules complexes
Anabolisme
ANABOLISME: ruta de síntesi de molècules complexes a partir de molècules senzilles.
anabolisme autòtrof: molècules inicials inorgàniques => H2O, CO2, NO3, etc.
anabolisme heteròtrof: molècules orgàniques => glucosa, aminoàcids, etc.
Tipus d'anabolisme autòtrof
fotosíntesi: es produeix gràcies a l'energia lluminosa, pròpia de les plantes, algues, cianobacteris i bacteris fotosintètics. Tipus de fotosíntesi: oxigènica: el donador d'electrons és l'aigua, i en conseqüència es desprèn oxigen (plantes, algues, cianobacteris) anoxigènica: el donador d'electrons és el sulfur d'hidrogen, la qual cosa desprèn sofre que pot acumular-se a l'interior del bacteri o ser expulsat per l'aigua (bacteris porpats i verds del sofre).
Quimiosíntesi: es produeix gràcies a l'aprofitament de l'energia despresa en reaccions d'oxidació, que tan sols la poden fer alguns bacteris, els quimioautòtrofs.
Fase lumínica
La clorofil·la és una molècula dels cloroplasts que conté magnesi i és el principal pigment fotosintètic, que s'agrupa en els cloroplasts en unes agrupacions funcionals anomenades fotosistemes. Cada fotosistema té un pigment diana que consisteix el centre actiu, i diverses molècules antena. Les plantes i els cianobacteris tenen dos tipus de fotosistemes:
PS I: Té una major quantitat de clorofil·la A, que pot rebre fotons amb una longitud d'ona màxima de 700 nm. PS II: Té una major quantitat de clorofil·la B, activada amb fotons amb longituds d'ona màximes de 680 nm.
Davant la incisió de la llum sobre els fotosistemes, la cèl·lula antena s'activa, s'excita i allibera energia, que és traspassada a la molècula del centre actiu. Aquesta molècula desprèn un electró, iniciant-se així l'anomenat flux electrònic.
Tenim dos tipus de flux electrònic:
Flux NO cíclic: A través del trencament d'una molècula d'aigua (que allibera O2), desprèn electrons que, un cop al PS II, s'exciten amb la incisió d'un fotó i genera una reacció de despreniment d'energia que s'utilitza per a la formació de l'ATP (fotofosforilació). Després, des del PS I, el flux continua amb l'excitació i despreniment d'un electró, que serà absorbit per la molècula de NADP+, formant NADPH.
Flux cíclic: Només participa el PS I, on l'electró no és absorbit per la molècula de NADP+, sinó que torna a PS I. D'aquesta manera, es formarà ATP però no NADPH.
Fase fosca (Cicle de calvin)
6 CO2 + 18 ATP + 12(NADPH+H) => Glucosa + 18(ADP+Pi) + 12NADP
Aquest procés és la clau de l'anabolisme autòtrof i necessita energia i poder reductor que aporten les molècules d'ATP i NADPH, obtingudes durant la fase lumínica.
La Quimiosíntesi
La Quimiosíntesi: És un tipus d'anabolisme autòtrof en que no s'utilitza energia lumínica sinó energia química a partir de l'oxidació de compostos inorgànics. Els fan els organismes quimioautòtrofs i quimiolitòtrofs (bacteris del metà, del ferro, etc).
Importància ecològica de la quimiosíntesi:
En alguns fons marins amb surgències hidrotermals... (comunitats bacterianes) es descobreixen diferents ecosistemes que depenen dels bacteris quimiosintètics. (Gràcies a la producció de matèria orgànica per part dels bacteris, es mantenen vius molts ecosistemes en la profunditat) -En els sòls dels ecosistemes terrestres tenen un paper destacat els bacteris del nitrogen, ja que transformen les restes nitrogenades en sals minerals que poden ser absorbides per les plantes.
Tipus de bacteris quimiosintètics, segons el substrat que oxiden: alliberen energia per fabricar ATP:
B. incolors del sofre: H2S + 2 O2 => SO42- + 2H+
B. del metà: CH4 + 2 O2 => CO2 + 2 H2O
B. del nitrogen: NH3 + 3/2 O2 => NO2- + H2O + H+
NO2- + 1/2 O2 => NO3-
B. del ferro: 4 FeCO3 + 6 H2O + O2 => 4 Fe(OH)3 + 4 CO2