Ley Nº 17.671 Registro Nacional de las Personas (Con las reformas del decreto-ley 1301/73 y las leyes 20.974, 21.807, 22.435, 22.863 y 23.023) Identif
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Cloroplastos y Fotosíntesis Víctor Hugo Casco 2012 “Labor Improbus Omnia Vincit” (El Trabajo Tenaz Todo lo Puede)
Funciones • Los plástidos son los sitios donde se produce la fotosíntesis, allí se depositan los materiales de reserva • Las plantas han explotado sus plástidos en la compartmentalización celular del metabolismo intermediario. • Los plástidos producen energía y poder reductor (como ATP y NADPH) que es usado por las plantas en reacciones biosintéticas. • Síntesis de purinas y pirimidinas, la mayoría de los amino ácidos y ácidos grasos
Célula vegetal y cloroplastos
grana
espacio de aire
almidón
núcleo
pared celular vacuola
citosol cloroplasto mitocondria grana
pared celular tilacoide
vacuola lípido
Cloroplastos Membrana conteniendo clorofila
Membrana externa Membrana interna
Pared celular vacuola
Estructura de los cloroplastos
Generación quimiosmótica de ATP en mitocondrias y cloroplastos
Membrana Interna
Espacio intermembrana
Tilacoides
Matriz mitocondrial
Lúmen del Estroma Tilacoide
El origen de los cloroplastos Célula eucariótica primitiva
Célula eucariótica fotosintética Primitiva
Cloroplastos Bacteria fotosintética
Anabaena
Anabaena azolla
Genes codificados por el ADN del Cloroplasto
Repeticiones invertidas Conteniendo los genes del ARN ribosomal
Longitud total del genoma 121024 pb Genes del ARNts Genes de las proteínas ribosomales Subunidad mayor de la rubisco
Genes del fotosistema I Genes del fotosistema II Genes de la ATP sintetasa Genes del complejo bf Genes de la ARN polimerasa Genes para el complejo de NADH deshidrogenasa
Genes codificados por el ADN del Cloroplasto Función Genes del aparato genético ARNrs (23S; 16S; 5S; 4,5S) ARNts Proteínas ribosomales Subunidades de la ARN polimerasa Genes para la Fotosíntesis Fotosistema I Fotosistema II Complejo Citocromo bf ATP sintetasa Ribulosa bifosfato carboxilasa
N° de genes 4 30 21 4 5 12 4 6 1
Los análisis de secuencia indican que los genomas de los cloroplastos contienen cerca de 30 genes además de los listados aquí. Algunos de estos genes codifican proteínas involucradas en la respiración pero la mayoría aún deben ser identificadas
Péptido de tránsito
Citosol
MCE
Importación de proteínas hacia el estroma del cloroplasto
EI MCI Clivaje
Proteína plegada Estroma
Citosol
Secuencia señal hidrofóbica
Péptido de transito
Toc Hsp70
MCE
EI
Importación de proteínas hacia el lúmen del tilacoides
MCI
Tic Clivaje
Estroma
Secuencia señal hidrofóbica direccionada hacia la membrana del tilacoides
M. del Tilacoides
Proteína plegada
Lúmen del Tilacoides
El desarrollo de los cloroplastos Proplastídio
Membrana externa Membrana interna
Etioplasto
Membrana Tubular interna
Cloroplasto
Membrana tilacoides
Amiloplastos
Granos de almidón
Generación de energía metabólica Glucólisis Glucosa
Ácido Láctico
Genera
Fotosíntesis Glucosa
Metabolismo Oxidativo
Genera
Las reacciones lumínicas de la fotosíntesis Luz
Cadena Transportadora de electrones
Clorofila b Clorofila a
Clorofila
Coeficiente de extinción M-1cm-1
Absorción de la clorofila a
Longitud de onda (nm)
Espectro de absorción de los pigmentos en plantas comunes
¿Por qué las vemos verdes?
Flujo lineal de electrones Fotosistema I Gradiente protónico
Energía libre
Fotosistema II
Poder reductor
Luz
Organización de un fotocentro fotón Transferencia de energía por resonancia
Centro de reacción clorofílico
Pigmentos antena
feofitina
a la membrana Centro de reacción fotosintético
Transporte de electrones y síntesis de ATP durante la fotosíntesis Estroma Estroma Fotón
Fotón
ATP sintetasa
NADP reductasa
Lúmen del tilacoides
El flujo cíclico de Electrones Estroma
Fotón
Lúmen del tilacoides
12 moléculas
6 moléculas
3-fosfoglicerato
Ribulosa 1,5-bifosfato
Ciclo de Calvin
1,3-bifosfoglicerato
6 moléculas
Ribulosa 5-fosfato 12 moléculas
10 moléculas
Gliceraldehido 3-fosfato 2 moléculas
1 Glucosa
Peroxisomas Peroxisomas
Peroxisomas y Glioxisomas Vacuola Peroxisoma
Glioxisomas
mitocondria Cloroplasto
Gotas lipídicas
Peroxisomas • Están presentes en todas las células eucarióticas siendo especialmente abundantes en riñón e hígado de mamíferos, en algas y células fotosintéticas y en las semillas oleosas en germinación
• La característica definitoria es la presencia de catalasa una enzima responsable de la degradación del H2O2 • Este se forma por las enzimas oxidasas, que junto a las catalasas están confinadas a los peroxisomas
Funciones conocidas… • Metabolismo del H2O2 • Destoxificación de compuestos nocivos • Oxidación de ácidos grasos • Metabolismos de compuestos nitrogenados • Catabolismo de substancias infrecuentes
Metabolismo del H2O2 Substratos oxidables Ácidos grasos Ácido úrico Aminoácidos
Oxidasas
RH2 + O2 R + H2O2
Modo peroxidasa
R´H2 + H2O2 R´ + 2 H2O
Catalasa
Modo catalítico
2 H2O2 2 H2O + O2
Destoxificación de compuestos nocivos • En su modo peroxidante, la catalasa utiliza diversos substratos como donantes de electrones tales como etanol, ácido fórmico, formaldehído, nitritos y fenoles Por ej. 25% del etanol consumido
R´H2 + H2O2 R´ + 2 H2O
Oxidación de ácidos grasos en los peroxisomas (oxidación )
Catalasa
Catalasa Animales: Mitocondrias y Peroxisomas
Vegetales y levaduras: Sólo en peroxisomas
Plasmalógeno
El ciclo del glioxato Ácidos grasos Glioxisomas
Glucosa
Acetil CoA
CoA – SH
Oxaloacetato
Citrato
Isocitrato Malato
Fumarato
Succinato Succinil CoA
-cetoglutarato
El rol de los peroxisomas en la fotorespiración 3-fosfoglicerato 3-fosfoglicerato ++fosfoglicolato fosfoglicolato