• Author / Uploaded
• chrisleiva

Citation preview

Escuela Superior Politécnica de Chimborazo Facultad de Recursos Naturales Escuela de Ingeniería Agronómica Bioquímica II Integrantes: Edison Garcés Katy Quisnia Alexis Riofrío Christian Leiva

(2488) (2486) () (2463)

BIOSÍNTESIS DE LA CLOROFILA Las clorofilas son una familia de pigmentos de color verde que se encuentran en las cianobacterias y en todos aquellos organismos que contienen cloroplastos en sus células, lo que incluye a las plantas y a los diversos grupos de protistas, que son llamados algas. La clorofila es una biomolécula extremadamente importante, crítica en la fotosíntesis, proceso que permite a las plantas absorber energía a partir de la luz solar. La clorofila fue descubierta en 1817 por los químicos franceses Pelletier (1788-1842) y Caventou (1795-1877), que consiguieron aislarla de las hojas de las plantas. Pelletier introdujo los métodos, basados en la utilización de disolventes suaves, que permitieron por primera vez aislar no solo la clorofila, sino sustancias de gran importancia farmacológica como la cafeína, la colchicina o la quinina. Las clorofilas se encuentran en las membranas de los tilacoides, que en las cianobacterias son invaginaciones de la membrana plasmática, y en los plastos de las células eucarióticas son vesículas distribuidas por su interior. Las clorofilas aparecen insertas en la membrana, a las que se anclan por la cadena lateral constituida por un resto de fitol, asociadas a proteínas y otros pigmentos, con los que forman los fotosistemas. Cada fotosistema contiene alrededor de 200 moléculas de clorofila, además de pigmentos auxiliares, con los que constituye la llamada antena. La antena está formada por conjuntos ordenados de moléculas de clorofila, otros pigmentos y proteínas, que se llaman complejos colectores de la luz. Sólo una molécula de clorofila a en cada fotosistema convierte

propiamente la energía radiante (luz) en energía química, cuando recibe un fotón con energía suficiente desde las moléculas de la antena, que se la van pasando. La estructura de las moléculas de clorofila tiene dos partes: un anillo de porfirina que contiene magnesio y cuya función es absorber luz, y una cadena hidrófoba de fitol cuya función es mantener la clorofila integrada en la membrana fotosintética. El FOTOSISTEMA 1: Contiene una variedad especial de clorofila a, de nombre P700. Produce NADPH. Los e- viajan del fotosistema 2 al 1, para que el fotosistema 2 reponga lo e- de la cadena transportadora, toma e- del agua (fotolisis de H2O). Fases de la fotosíntesis Fase luminosa (Conversión de luz energía química: Síntesis de ATP y el NADH2). Esta ocurre en la membrana tilacoide. El fotosistema 2 Contiene otra variedad de Clorofila a, la P680. Produce ATP. Es activado mediante un fotón. Los e- *brincan*hacia la cadena transportadora, liberando en el proceso energético de formación ATP, dentro del tilacoide. Por cada dos fotones captados de fotosistema 2, se emiten 2e- del fotosistema 1 y se repone del H2O Estructura química de la molécula de clorofila La estructura de la moléculas de clorofila tiene dos partes: un anillo de porfirina (sustituida con pequeños grupos enlazados, sustituyentes) y una cadena larga llamada fitol. El anillo de porfirina: es un tetrapirrol, con cuatro anillos pentagonales de pirrol enlazados para formar un anillo mayor que es la porfirina. El fitilo: es una cadena hidrocarbonada con restos de metilo (-CH3) a lo largo. Tiene, como todas las cadenas orgánicas basadas sólo en C e H, un carácter “hidrófobo”. ¿Qué es la Síntesis Clorofílica? Es un proceso en la cual las plantas, las algas verde-azules y algunas bacterias son capaces de transformar la energía solar en compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono y agua. Importancia de la Fotosíntesis -Prácticamente toda la energía que circula en los seres vivos, proviene del sol y es captada en la fotosíntesis -Producen millones de toneladas de azucares y mantienen suficiente oxígeno en la atmósfera terrestre -Es un factor clave en la producción agrícola y pecuaria. Características -Cada tilacoide tiene cientos de fotosíntesis 1 y 2. -Las reacciones de la fotosíntesis se inician cuando la clorofila y otros pigmentos absorben luz. La fotosíntesis no siempre se lleva a cabo con la misma intensidad. Hay ciertos factores que influyen en la función fotosintética de las plantas: -Intensidad luminosa -Temperatura -Disponibilidad de agua -Concentración de dióxido de carbono en la atmósfera

-Las moléculas de clorofila, los pigmentos accesorios y las moléculas transportadoras de electrones, forman los llamados *fotosistemas* Aquí se encuentra el fotosistema 1 y el 2.

Biosíntesis de clorofila La clorofila es sintetizada en el cloroplasto. La biosíntesis de clorofila (Fig. 9) está directamente influenciada por la expresión de genes para las proteínas de los plastidios, particularmente en el nivel post-transcripcional (Howard, 1996). La estructura de la molécula de clorofila tiene dos partes: un anillo de porfirina sustituida con pequeños grupos enlazados, sustituyentes y una cadena larga llamada fitol. El anillo de pofirina es un tetrapirrol con cuatro anillos pentagonales de pirrol enlazados para formar un

anillo conjugado de dobles enlaces, que interviene en la absorción de la luz, función primordial en la fotosíntesis (Taiz y Zeiger, 2002). La clorofila tiene el potencial para diversos mecanismos de reacción en la absorción lumínica. Los pigmentos porfirinicos requieren luz para su síntesis. El último paso en la síntesis de clorofila, la reducción de la protoclorofila a clorofila, se lleva a cabo a expensas de energía lumínica absorbida por la propia molécula de protoclorofila (Bidwell, 2002). La biosíntesis de las clorofilas es un proceso complejo, desconocido todavía parcialmente. Sin embargo, diversos estudios sobre el metabolismo del grupo hemo de las clorofilas y la biosíntesis de porfirinas han aportado información importante. En la primera fase, el aminoácido ácido glutámico, sintetizado a partir del esqueleto del 2oxoglutarato (2-OGA), es convertido en ácido -aminolevulínico (5-ALA) para la síntesis de clorofila. A partir de ahí, varias fases metabólicas son requeridas para la formación de los cuatro anillos que forman los tetrapirroles. La presencia de luz es necesaria durante la producción de la protoporfirina IX y los tetrapirroles. Otras enzimas de los cloroplastos pueden insertar en el centro del tetrapirrol ya sea Mg2+ para iniciar la síntesis de clorofila, o bien Fe2+ para la síntesis de grupos hemo. La protoporfirina IX puede ser exportada del cloroplasto hacia la mitocondria, donde es utilizada para producir citocromos. Esta ruta biosintética es también importante porque los grupos hemo son sustrato para la síntesis del fitocromo, una molécula fotosensible esencial para la fotomorfogénesis. Por lo tanto, los productos de los tetrapirroles están involucrados tanto en la fotosíntesis (clorofilas y citocromos en los cloroplastos), como en la respiración (citocromos en las mitocondrias) y (fitocromo) en el desarrollo de la planta (Hans-Walter, 1997, Kannangara y Gough, 1978, Beale, 1999).

BIBLIOGRAFIA

 

 

A. Aguilella & F. Puche. 2004. Diccionari de botànica. Col·leció Educació. Material. Universitat de València: pp. 500. A. Macías, D. Marín, A. Oliveros-Bastidas, R.M. Varela, A.M. Simonet, C. Carrera & J.M.G. Molinillo. 2003. Alelopathy as a new strategy for sustainable ecosystems development. Biological Sciences in Space 17 (1). J. Ferguson, B. Rathinasabapathi & C. A. Chase. 2013. Allelopathy: How plants suppresss other plants. University of Florida, IFAS Extension HS944 Apuntes de Fanerógamas, Fisiología Vegetal Aplicada y Análisis de la Vegetación, Grado de Biología Ambiental, UAB.