ANABOLISMOA

Sintesi erreakzioak.

Molekula bakunak elkartu eta molekula konplexuak eraiki.

Erredukzio erreakzioak dira(H+-ak kontsumitzen dira).

Energia,ATPa, kontsumitzen da..

Anabolismo autotrofoa:FOTOSINTESIA, KIMIOSINTESIA

Anabolismo heterotrofoa: zelula heterotrofoen bide anabolikoak.

Fotosintesia

• Energia iturria: Eguzkiko argi energia.

Argi-energia molekulen energia kimikoan eraldatzen da

• Materia iturria: Materia inorganikoa

• Prozesua laburbiltzen duen ekuazioa:

Energia + CO2+ H2O GLUZIDOAK+H2O+O2

Fotosintesian parte hartzen duten egiturak: kloroplastoak

Goi-epidermisa

Parenkima

klorofilikoa

Behe epidermisa

Estoma Hodi garraiatzaileak

Kloroplastoak

Fotosintesian parte hartzen duten egiturak:kloroplastoak

Erribosomak

Grana

Estroma

DNA

Kanpo mintza

Mintzarteko gunea

Barne mintzaMintz tilakoideak

Estroma

KLOROPLASTOA

Granun

Kloroplastoaren barnekaldea, tilakoideak eta granak.

grana

tilakoideak

a klorofila

Fotosintesian parte hartzen duten egiturak: pigmentu fotosintetikoak

Espektro ikuskorra

Espektro ikuskorraren zati handia galduko litzateke a-klorofila energia jasotzeko pigmentu bakarra

izango balitz fotosintesian

Fotosistema

ANTENA KONPLEXUA. Fotosistema bakoitzak xantofilak, karotenoak, klorofilak eta proteinak ditu.

Molekula hauek argi-hartzaileak edo antena molekulak dira.

Molekula horiek eguzkitik hartutako energia guztia erreakzio-guneko klorofilari ematen diote, bera da xede-pigmentua.

Erreakzio guneko klorofila.

I. Fotosistema: P700, 700nm-ko uhin-luzerako uhinak jasotzen ditu

II. Fotosistema: P680, 680nm-ko uhin luzerako uhinak jasotzen ditu

Fotosistema bakoitzaren pigmentuen argi-xurgapena.

Argia xurgatzean, erreakzio guneko klorofilaren elektroiak energia-maila altuagoko orbital batera pasako dira.

FOTOSINTESIAREN FASEAK

• 1. Energia hartzenEnergia hartzen duten erreakzioak:– Argi-energia Energia kimikoan eraldatu– ATP sintetizatu– NADPH+H+ koentzima erreduzitua lortu– Tilakoideen mintzan– Motak:

• Fotofosforilazio aziklikoa: bi fotosistemek parte hartzen dute• Fotofosforilazio ziklikoa: fotosistema bakarrak hartzen du parte

• 2. Karbonoa finkatzenKarbonoa finkatzen duten erreakzioak:– Substantzia ez-organiko oxidatuak molekula organiko

erreduzituak– ATP eta NADPH+H+ erabiltzen da.– Estroman

Granetako tilakoideen egitura eta osagaiak.

Energia hartzen duten erreakzioak: 1)Fotofosforilazio aziklikoa.

+2e- +2H+

Argiak P680-ko 2 e- aktibatu eta energia maila altuagoko molekula garraiatzaile batera(feofitinara)doaz, eta hortik plastokinonara

Uraren fotolisia ematen da eta bertan askatutako e- -ak P680ri transferitzen dizkio, galdutakoak berreskuratuz, oxigenoa askatzen da eta H+ -ak gune tilakoidalean geratzen dira

b/f zitokromotik igarotzean askatutako energia

H+- ak estromatik gune tilakoidalera garraiatzeko erabiltzen da

e—ak plastozianinatik P700ra doaz ,bertan fotoi bat aktibatu eta filokinona eta ferredoxinatik igaro ondoren NADP+-raino, e- en azken hartzailea izanik NADPH++H+ -ra erreduzituz

Protoiak estromara itzultzen dira ATP-asaren bidez, eta prozesu horretan ematen da ADP-aren fosforilazioa:

FOTOFOSFORILAZIOAES

TR

OM

AG

UN

E T

ILA

KO

IDA

LA Gradiente elektrokimikoa ematen da tilakoide gunea eta estromaren artean

Argia

estroma

H2 O

3H+

3H+

Tilakoidearen barruko aldea

½ O2

H+

Fotofosforilazio aziklikoa

e

Argia

ADP

ATP

NADP+

NADPH

Fotofosforilazio aziklikoa

estroma

Tilakoidearen barnekaldea

Fotofosforilazio aziklikoan gertatzen diren prozesuak:

1- Fotosistemek argi energia zurgatzen dute. 2 fotosistemek hartzen dute parte. (P680 eta P700)

NADPH++H+ NADPH++H+ 2-Energia honi esker elektroiak tilakoideen mintzetako garraitzailetan zehar garraiatzen dira NADP+-a e--en azken hartzailea delarik. Hau erreduzituko delarik NADPH++H+ emanez.

3- Elektroien garraioak potentzial elektrokimikoa eragiten du tilakoide gunea eta estromaren artean. Protoiak tilakoideetatik estromara ATP-asatatik itzultzen dira ATP-a eratuz da, hauxe da fotofosforilazioa.

4- Uraren fotolisiaren bidez klorofilak galdutako elektroiak berreskuratzen ditu. Eta oxigenoa gas moduan askatuko da.

5- 2 ur-molekula bakoitzeko 2 NADPH++H+ eta 3 ATP lortzen dira.

Energia hartzen duten erreakzioak: 2) Fotofosforilazio ziklikoa.

Fotofosforilazio ziklikoa.

estroma

Tilakoide barnekaldea.

Fotofosforilazio ziklikoan gertatzen diren prozesuak:

1- P700 Fotosistemak argi energia zurgatzen du. Fotosistema bakarrak hartzen du parte

2-Energia honen bidez elektroiak tilakoideen mintzeko garraitzailetan zehar garraiatzen dira.

3- Elektroien garraioak protoien garraioa eragiten du tilakoideetatik estromara eta ATP-asatan ATP-a eratzen da, fotofosforilazioa.

4- Fotosistemak galdutako elektroiak berreskuratzen ditu. Garraiatzaile horietako azkenak fotosistemari itzultzen diolako, zikloa itxiz.

5- Ez da uraren fotolisirik ematen

6- ATP-a eratzen da ez molekula erreduziturik.

KARBONOA FINKATZEKO ERREAKZIOAK CALVINen ZIKLOA

6CO2 + 18 ATP + 12NADPH2 1C6H12O6 +18 ADP +18 Pi +2NADP +6H2O

CALVINEN ZIKLOA

CALVINen zikloa

Azukreak, lipidoak eta aminoazidoak sintetizatzeko bidearen abiapuntua.

• Glizeraldehido3P molekula bat eratzeko, 3 CO2 molekula behar dira, hots, 3 ziklo.

• Ziklo bakoitzeko 3 ATP eta 2 NADPH++H+ erabiltzen dira

Erribulosa-1-5-difosfato karboxilasa-oxigenasa

(=RUBISKO)

Ilunpeko fasea edo Calvinen zikloa.

Almidoia

Argia

Argi fasea ilunpeko fasea

Calvinen

zikloa

Glukosa

O2CO2

6CO2 + 12 H2O + Argia C6H12O6 + 6 H2O + 6O2

EstromanTilakoidetan

EGUNEZEGUNEZ

Fotosintesia nagusi

GAUEZGAUEZ

Arnasketa

C3/C4 LANDAREAK

• Udan, ur-galerak ekiditeko C3 landareek estomak ixtean, argipean, energia lortzeko erreakzioetan askatutako O2-a hostoaren barruan metatzen da.

• [O2] altua denean Calvin zikloako erribulosa-1-5-difosfato karboxilasa oxidasa (rubisko) entzimaren oxidasa jarduera aktibatzen da ez karboxilasa, horrela CO2arekin erreakzionatu beharren oxigenoarekin erreakzionatzen du fotosintesia inhibitua gelditzen delarik.

• Orduan gluzidoak oxidatu eta CO2 askatuko da.

• FOTOARNASKETA deritzo prozesuari CO2-a askatzen delako baina ez du zerikusirik arnasketa zelularrarekin.

Karbonoaren finkapena eman beharrean...

Erlikia ebolutibotzat jotzen da, atmosfera primitiboan [O2] txikia zeneko garaikoa, orduan lehiarik ez baitzegoen CO2 eta O2 aren artean

COCO22

OO22

COCO22

OO22

FOTOSINTESIAFOTOSINTESIA

FOTOARNASKETAFOTOARNASKETA

C4 landareak• C4 landareek fotoarnasketa

ekiditen dute Calvin zikloa “luzatuz”.

• CO2-a mesofiloko zeluletan finkatzen dute 4C-dun konposatua eratuz. Hau zorroko zeluletara igaroko da eta bertan askatuko du CO2-a.

• Zorroko zelulen kloroplastoetan finkatzen dute CO2-a Calvin zikloaren bidez

• Bide honetatik finkatutako CO2 bakoitzeko ATP bat gehiago gastatzen da.

• Horrela ingurune lehor eta beroetako landareek [CO2] handia mantentzea lortzen dute estomak itxirik eduki behar arren.

C4 landareak• Baldintza zailetan

ere C-a finkatzen jarraitzen dute,hots,hazten

• C4 landareen landaketek C3-koak baino bi edo hiru aldiz errendimendu handiagoa ematen dute baldintza bero eta lehorretan

Mesofiloko zelula

Zorroko zelula

3C4C

C3 eta C4 landareen adibideak

• Soia

• Garia

• Arroza

• Erremolatxa

• Alfalfa

• Espinaka

• Eguzki-lorea

• Artoa

• Sorgoa

• Azukre kainabera

C3 C4

FOTOSINTESIA KONTROLATZEN DUTEN FAKTORE NAGUSIAK:

•Argiaren intentsitatea eta uhin luzera.

•Tenperatura.

•CO2 kontzentrazioa.

•Ur kantitatea.

1.-Argiaren intentsitatea.

Fotosintesi-tasa handitu egiten da argiaren eraginez, balio maximo bateraino, hortik aurrera molekulen fotooxidazioa gertatzen da, adibidez ilunpeko landareetan argitan jartzean gertatzen dena.Landare mota bakoitzak (moldaeren arabera) argi intentsitate jakin batean lortzen du tasa maximoa.

1- Argiaren intentsitateak fotosintesi-tasan duen eragina.

Argiaren intentsitate maximo batera iritsitakoan fotosintesi tasa ez da gehiago handituko, izan ere, fotosistemak saturatu egiten dira eta

Argiaren intentsitatea a.u

Fotosintesi tasa

2.-Tenperaturak fotosintesi- tasan duen eragina,.

Zergatik gelditzen da fotosintesia tenperatua batetik aurrera?

Prozesuan parte hartzen duten proteinak

desnaturalizatzen direlako

3.-CO2 kontzentrazioak fotosintesi- tasan duen eragina.

• Ur-kantitatea: zeharka

– Lurreko ur gabeziak zelulen plasmolisia

– Atmosferako ur gabeziak estomak itxi Fotoarnasketa

FOTOSINTESI ANOXIGENIKOA

• Bakterio batzuk soilik egiten dute: sufrearen bakterio purpurak.

• e- emailea ez da H2O, beste konposatu bat baizik: H2S, H2...

• Ez da O2-rik askatzen, S baizik.

• Eguzki argia beharrezkoa da.

• II fotosistema (P680 edo antzekoak) soilik hartzen du parte

Beste molekulen sintesia zelula autotrofoetan

Calvin zikloa

Glizeraldehido 3P

+ ATP

+ NADH++H+

Glukosa

Gantz azidoak

Aminoazidoak

Molekula baten anabolismo eta katabolismo bide asko itzulgarriak dira, baina

zenbait pauso ez, norantza bakoitzean entzima desberdinak parte hartzen duelako.

Horrela kontrola dezake zelulak momentu bakoitzean sintesia edo degradazioa

jarraitu.

Sakarosa

Almidoia

Zelulosa

N,S eta P

NO3-,

SO42-

erreduzitu

NADPH+H+ NADP+

NO2-,NH3

SO32-,H2S

KIMIOSINTESIA

Nutrizio autotrofo ez-fotosintetikoa

KIMIOSINTESIA

NUTRIZIOA

BAKTERIOETAN

AUTOTROFOA

ARGIAREKIKO INDEPENDENTEA

OXIDAZIO ERREAKZIOENARABERA CO2

SAILKAPENA

energia Karbono iturria

da

dasoilik

Egiten da

KIMIOSINTESIA.• Bakterio autotrofo batzuk, ilunetan eta egoera aerobioan materia

organikoa sintetizatzen dute gai inorganikoetatik abiatuz.

• Bakterio kimiolitotrofoak dira.

• CO2a erreduzitzen dute fotosintesian bezala (Calvin zikloa) baina hori egiteko behar den ATP-a eta ahalmen erreduzitzailea, gai ez organikoen oxidaziotik lortzen dute.

• Aerobikoak dira,hots, O2-da azken elektroi hartzailea.

• Oxidatzen duten gaiaren arabera sailkatzen dira:

1. Bakterio nitrosifikatzaileak; Amoniakoa nitritora. (Nitrosomas)

2. Bakterio nitrifikatzaileak; Nitritoak nitratora (Nitrobacter)

3. Sufre-bakterio koloregabeak.

4. Metano-bakterioak

5. Burdin-bakterioak.

NITROGENOAREN BAKTERIO KIMIOSINTETIKOAK

OXIDAZIO ERREAKZIOAK NH3-tik nitritoetara (Nitrosomonas)Nitrosifikatzaileak

Nitritoetatik nitratoetara (Nitrobacter)Nitrifikatzaileak

2 NH4+ + 3 O2 2 NO2

- + 4H+ + 2 H2O

2 NO2- + O2 2 NO3

-

Landareek zurga dezakete

Nitrosomonas eta Nitrobacter habitat berean bizi dira.

Nitrogenoaren zikloan ezinbestekoak.

(Nitrosomonas)

SUFREAREN BAKTERIO KIMIOSINTETIKOAK

OXIDAZIO ERREAKZIOAK

So

H2S

S2O32- (tiosulfato)

H2SO4H2S + 2 O2 SO4

2- + 2 H+

S2O32- + H2O SO4

2- + 2 H+

Lurzoruak desalkaliniza ditzake

(Desulfovibrio)

BESTE BAKTERIO KIMIOSINTETIKOAK

BURDINARENAK (Thiobacillus ferrooxidans)

Fe 2+ Fe 3+ 4 Fe 2+ 4 H+ + O2 4 Fe 3+ + 2 H2O

HIDROGENOARENAK

Oxidatzendute H2

Erabil ditzakete

KONPOSATU ORGANIKOAK (CO2-ren ordez C iturri gisa)

Ere bai

AUTOTROFO FAKULTATIBOAK

dira

BIDE ANABOLIKOAK ZELULA BIDE ANABOLIKOAK ZELULA HETEROTROFOANHETEROTROFOAN

Molekula konplexuak

Gluzidoak Gantz azidoak Aminoazidoak

Molekula bakunak

Gluzidoak Gantz azidoak Aminoazidoak

KATABOLISMOA

ANABOLISMOA

+ATP

+NADH++H+

Zelularen berezko molekula konplexuak

• Odoleko [glukosa gibelean GLUKOGENO

moduan metatu.Glukosa+glukosa+glukosa...

glukogenoa

• Odoleko [glukosa] glukogenoa hidrolisatu eta glukosa molekulak askatu odolera.

• Baraualdi edo ariketa fisiko handian, glukogeno moduan bildutako glukosa ez da nahikoa eta gerria sintetizatu behar da.

Gluzidoen sintesiaGluzidoen sintesia

GLUKOGENOGENESIA

GLUKOGENOLISIA

Glukolisiko metabolitoak

Metabolito ez gluzidikoak

glukosaGLUKONEOGENESIA

LIPIDOEN SINTESIALIPIDOEN SINTESIA

• Berez janarien bidez lortzen ditugu• Behar izanez gero...

DihidroxiazetonaP ∑azetilcoA

Glizerola Gatz azidoak

Triglizeridoak

• 11 aa elikagaien bidez: ez-nahitaezkoak• 9 aa elikagaien bidez soilik: nahitaezkoak

Aminoazidoen sintesiaAminoazidoen sintesia

• Glukolisiko metabolitoetatik

• Krebs zikloko bitartekarietatik

Bakterio batzuk:

N2 (atm) NH4+

Landareek lurretik:

NH4+, NO2

-,NO3-

Animaliok: beste aa-en

degradaziotik, transaminazioz

edo desaminazioz

Hainbat datu...

• Landareek eboluzionatu dute eguzki-izpiak jasotzeko ahalik eta azalera handiena garatuz. Zuhaitz handi batetan egindako kalkuloen arabera, bere kloroplasto guztien mintz tilakoidal guztiak zabalduko balira, 390km2-ko azalera hartuko lukete.

• Bitxia da karotenoak bezalako pigmentu fotosintetikoen eta ikusmenarako behar diren molekulen (erretinola) arteko antzekotasuna, independenteki eboluzionatu badute ere biek funtzio bera dutenez, argia jasotzea, konberjentzia ebolutiboa izan dute.

• Urtero landare guztien fotosintesiak 100 milioi tona C finkatzen ditu, kalkuluen arabera gas hau arnasketaren bidez berrituko ez balitz hilabete gutxitan agortuko litzateke atmosferan.

• Fotosintesian O2 asko askatzen da, gaur egun atmosferak duen O2 kantitatea 2000urtetan berritu daitekeelarik.

• Rubisko entzima nahiko motela da 3molekula/s, (ohikoa 1000molekula/s) horregatik kloroplasto bakoitzean entzimaren kopias asko daude eta uste da lurreko entzimarik ugarienetakoa dela.

• Garunak glukosa besterik ez du erabiltzen energia lortzeko, baina odoleko odol kontzentrazioa txikia denean, gibelak b-oxidazioan lorturiko azetilcoA erabil dezake gorputz zetonikoetan eraldatuz, hauek neuronen mintz zelularrak zeharka bait ditzakete eta erregai gisa erabili

• ATP molekulak oso azkar sortu eta kontsumitzen dira: mitokondrioetan fosforilazio oxidatzailean sortu eta berehala zitoplasmara irtetzen dira ADPra pasatuz. Kalkulatu da ATP bat egun batean 1000 aldiz egiten duela ibilbide hau