Download - 5 anabolismoa[1]
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