Processos Metabòlics: Fermentació, Quimiosíntesi i Fotorespiració
La Fermentació
La fermentació és un procés catabòlic en el qual, a diferència de la respiració, no intervé la cadena respiratòria. En no intervenir la cadena respiratòria i no poder-se utilitzar l'oxigen de l'aire com a acceptor d'electrons, és sempre un procés anaeròbic. L'acceptor final de protons i d'electrons no és una molècula inorgànica, sinó que és un compost orgànic. Sempre dona, entre els seus productes finals, algun compost orgànic que és el que caracteritza el tipus de fermentació.
Només hi ha síntesi d'ATP al substrat (ADP + Pi) perquè no intervenen les ATP sintetases; per tant, hi ha una baixa producció energètica. En general, les realitzen microorganismes (bacteris i llevats), però la fermentació làctica es pot realitzar al teixit muscular dels animals quan no hi arriba suficient oxigen.
La Quimiosíntesi
La quimiosíntesi és la síntesi d'ATP a partir de reaccions d'oxidació de substàncies inorgàniques. Els éssers vius s'anomenen quimioautòtrofs o quimiolitòtrofs, i són bacteris. Utilitzen compostos reduïts com NH3 o H2S, que procedeixen de la descomposició de la matèria orgànica i que, en oxidar-se, donen NO3- i SO42-, que poden ser absorbits per les plantes. Així es tanquen els cicles biogeoquímics.
3.1 Fases de la quimiosíntesi
Primera fase
S'obté ATP i NADH. Es produeix una fosforilació oxidativa a partir de matèries inorgàniques que dona ATP. Part d'aquest ATP s'utilitza per provocar un transport invers d'electrons en la mateixa cadena respiratòria per obtenir NADH.
Segona fase
Les vies que segueixen coincideixen amb la fase fosca de la fotosíntesi (incorporació del CO2 a través del cicle de Calvin, nitrogen a partir de nitrats o nitrogen atmosfèric, sofre a partir de sulfats...).
Metabolisme de Glúcids i Fotorespiració
- Conversió de fructosa-1,6-difosfat en fructosa-6-fosfat (citosol) amb la fructosa-1,6-difosfatasa.
- Conversió de glucosa-6-fosfat en glucosa (citosol) amb la glucosa-6-fosfatasa.
La Fotorespiració
La fotorespiració és un procés que es desencadena com a conseqüència de l'activitat oxigenasa que té la Rubisco. L'enzim Rubisco és un enzim bifuncional, és a dir, segons les concentracions de [CO2] i [O2], pot desenvolupar una o una altra activitat:
- Carboxilació: en condicions normals.
- Oxidació de glúcids: si les concentracions de CO2 disminueixen.
La fotorespiració i la ruta de Hatch-Slack
Causes que generen fotorespiració:
- Sequera i calor: tancament d'estomes per evitar la pèrdua d'aigua; no pot entrar CO2 i la seva concentració a les fulles disminueix.
- Conreus densos: conreus amb moltes plantes juntes i amb mala ventilació que provoquen l'empobriment de l'aire.