iclos del carbn, nitrgeno, oxgeno, azufre y fsforo

En todo ecosistema, ya sea en mayor o menor cantidad, encontramos diversos elementos qumicos. Esto ocurre porque todo organismo vivo est constituido en diferentes grados por sustancias como el carbono, el oxgeno o el nitrgeno, entre muchos otros ms. Tambin en la naturaleza no viva es posible encontrar verdaderos depsitos qumicos, como en el caso de la atmsfera, importante reservorio de dixido de carbono y de oxgeno, o tambin, en el suelo y las rocas, donde es comn encontrar minerales, nitratos y fosfatos.La principal caracterstica comn de todos estos elementos es que se encuentran en permanente transformacin e intercambio entre todos los organismos que componen un ecosistema.La naturaleza nos sorprende con una serie de ciclos en los que los elementos pasan de un medio a otro, a travs de los seres vivos y el ambiente que los rodea.Ciclo del carbonoTodas las molculas orgnicas estn compuestas por cadenas de carbono enlazadas entre s. De all la importancia de este vital elemento y su rol en el equilibrio ecosistmico.Las plantas lo absorben desde el aire a travs de las hojas y, en su interior, lo procesan hasta transformarlo en una sustancia vegetal, durante la fotosntesis. Una pequea parte es devuelta hacia la atmsfera, a travs de la respiracin vegetal, mientras la otra porcin restante llega hasta los animales que se alimentan con las plantas. De ah contina el viaje hasta los animales carnvoros, que depredan a los herbvoros. As, el carbono forma parte, en ambos casos, de la materia que constituye a estos seres vivos (msculos, huesos, etc.).Durante su vida, tanto herbvoros como carnvoros tambin devuelven dixido de carbono a la atmsfera por medio de la respiracin.Una vez muertos, tanto vegetales como animales son reducidos a una cantidad de materia orgnica mnima, gracias a la accin de los organismos descomponedores (bacterias, hongos, protozoos, entre otros), que tambin liberan dixido de carbono al aire y hacia las races de las plantas, que nuevamente lo captan y procesan.Ciclo del nitrgenoProtagonista de importantes procesos, como la sntesis de protenas y cidos nucleicos, el nitrgeno corresponde a un elemento cuya disponibilidad est limitada en todos los ecosistemas. Su reserva fundamental es la atmsfera, donde se encuentra como N2.Si bien es un compuesto utilizado por todo ser vivo, no puede ser captado de manera directa en su forma gaseosa. Por ello, necesita cambiar su composicin y transformarse en nitratos (NO3) y amonaco (NH3), gracias a la accin de las bacterias nitrificantes. Estas poseen forma de bastoncillo, su tamao alcanza los 0,4 a 0,6 micras y, para realizar su eficiente trabajo, necesitan de la presencia de oxgeno.Estos pequeos microorganismos permiten que el nitrgeno se incorpore tanto a las clulas vegetales como a las animales, ya que el nitrgeno fijado al suelo pasa a las plantas y a los diferentes tipos de animales a travs de la alimentacin. El retorno se produce gracias al depsito en la superficie de los residuos orgnicos y los excrementos, que las plantas tambin pueden reutilizar como abono.Ciclo del oxgenoLa reserva fundamental de oxgeno est en la atmsfera. El ciclo de este vital elemento est ligado fuertemente al del carbono, ya que tanto en la respiracin animal como en la vegetal (fotosntesis) se traspasa constantemente junto a este elemento entre la atmsfera y los seres vivos.Existen organismos que lo consumen para obtener energa (animales) y otros, a pesar de gastar cierta cantidad, son ms bien productores (plantas).El ciclo del oxgeno, adems, implica otro importante proceso, que ocurre cuando algunas molculas de O2 se rompen en tomos libres y reaccionan con otras de O2, formando ozono (O3). El ozono es una sustancia presente en nuestra atmsfera, que protege a la Tierra de un tipo muy daino de radiacin ultravioleta. Cada vez que absorbe estos peligrosos rayos, vuelve a su estado natural y se convierte en O2.Ciclos del azufre y fsforoEl azufre y el fsforo son elementos que, si bien se encuentran en pequeas cantidades de forma natural, desempean importantes funciones a nivel orgnico. El primero es uno de los ms destacados constituyentesde los aminocidos, mientras el fsforo participa activamente en las relaciones energticas que ocurren al interior de los organismos, forma parte de los fosfolpidos de las membranas celulares e integra las materias primas de huesos y dientes de los seres vivos.El azufre es captado en forma de sustratos desde las races (en superficies terrestres) y por medio de la pared celular (en medios acuticos) por las plantas (terrestres y acuticas), las que pasan a ser alimentos de los animales.Tras la muerte de estos, el azufre retorna al suelo induciendo un nuevo ciclo.En cuanto al fsforo, es necesario mencionar que la principal reserva de este elemento es la corteza terrestre. Por medio de los procesos de meteorizacin de las rocas o por la expulsin de cenizas volcnicas se libera, pudiendo ser utilizado por las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar, donde una porcin importante sedimenta el fondo y forma rocas. Todas ellas tardarn millones de aos en volver a emerger y liberar, paulatinamente, sales de fsforo.

CICLO DE LA UREAEl ciclo de la urea comienza en el interior de las mitocondrias de los hepatocitos.

Reacciones:1.El primer grupo amino que ingresa al ciclo proviene del amonaco libre intramitocondrial. El amonaco producido en las mitocondrias, se utiliza junto con el bicarbonato (producto de la respiracin celular), para producir carbamoil-fosfato. Reaccin dependiente de ATP y catalizada por lacarbamoil-fosfato-sintetasa I.Enzima alostrica y modulada (+) por el N-acetilglutamato.2.El carbamoil-fosfato cede su grupo carbamoilo a la ornitina, para formar citrulina y liberar Pi. Reaccin catalizada por laornitinatranscarbamoilasa. La citrulina se libera al citoplasma.3.El segundo grupo amino procedente del aspartato (producido en la mitocondria por transaminacin y posteriormente exportado al citosol) se condensa con la citrulina para formar argininosuccinato. Reaccin catalizada por laargininosuccinatosintetasacitoplasmtica. Enzima que necesita ATP y produce como intermediario de la reaccin citrulil-AMP.4.El argininosuccinato se hidroliza por laargininosuccinatoliasa, para formar arginina libre y fumarato.5.El fumarato ingresa en el ciclo de Krebs y la arginina libre se hidroliza en el citoplasma, por laarginasacitoplasmtica para formar urea y ornitina.6.La ornitina puede ser transportada a la mitocondria para iniciar otra vuelta del ciclo de la urea.En resumen, el ciclo de la urea consta de dos reacciones mitocondriales y cuatro citoplasmticasENERGTICA DEL CICLOEl ciclo de la urea rene dos grupos amino y un bicarbonato, para formar una molcula de urea:

1.La sntesis de la urea requiere4 Pi de alta energa.2 ATP para formar el carbamoil - P y un ATP para producir argininosuccinato. En la segunda reaccin el ATP se hidroliza a AMP y PPi, que puede ser nuevamente hidrolizado para dar 2 Pi.2.Se ha calculado que los animales ureotlicos pierden cerca del 15% de la energa procedente de los aminocidos en la produccin de urea.3.Algunos animales compensan estaperdida (bovinos) por transferencia de la urea al rumen, donde los microorganismos la utilizan como fuente de amonaco para la sntesis de aminocidos. Este proceso incluso disminuye el consumo de agua.La conexin entre ambos ciclos, de la urea y de los cidos tricarboxlicos, reducen el coste energtico de la sntesis de urea. El ciclo de la urea conlleva la conversin de oxalacetato en fumarato y la posterior conversin del fumarato hasta oxalacetato producir un NADH, que podr generar 3 ATP en la respiracin mitocondrial, lo que reduce el coste de la sntesis de urea.CONEXIN ENTRE LOS CICLOS DE LA UREA Y DE KREBS

1.El fumarato producido en la reaccin de laargininosuccinatoliasa,ingresa a la mitocondria, donde es blanco de lafumarasaymalato deshidrogenasapara formar oxalacetato.2.El aspartato que acta como dador de N en el ciclo de la urea se forma a partir del oxalacetato por transaminacin desde el glutamato.3.Dado que las reacciones de los dos ciclos estn interconectados se les ha denominado como doble ciclo de Krebs.REGULACIN DEL CICLOEl flujo del N a travs del ciclo de la urea depender de la composicin de la dieta. Una dieta rica en protenas aumentar la oxidacin de los aminocidos, produciendo urea por el exceso de grupos aminos, al igual que en una inanicin severa.Las cinco enzimas se sintetizan a velocidades ms elevadas, durante la inanicin o en los animales con dieta rica en protenas.La enzimacarbamoil-fosfato-sintetasa Ies activada alostricamente por el N - acetilglutamatoque se sintetiza a partir del acetil-CoA y el glutamato, por laN-acetilglutamatosintetasa; enzima que, a su vez, es activada por la arginina, aminocido que se acumula cuando la produccin de urea es lenta.

En individuos con deficiencias congnitas de enzimas del ciclo, distintas a la arginasa, el sustrato correspondiente se acumula, lo que provoca un aumento de la velocidad de la reaccin deficiente, por lo que la velocidad del ciclo se mantiene baja. No obstante se producen acumulaciones de los sustratos precedentes, hasta el amoniaco, lo que causa finalmente una hiperamonemia. El cerebro es particularmente sensible a las [ ] elevadas de amonio.