Fotosintesis C4 Y Cam

No es ningún secreto: ¿Por qué la sequía arruina las cosechas? La fotosíntesis necesita agua, y otras moléculas. Consulta tu diccionario: La fotosíntesis es la creación de glucosa a partir de energía solar, dióxido de carbono y agua, con oxígeno como subproducto de desecho. Es un proceso que usa ATP (la enzima adenosín trifosfato, la molécula de la energía) y el NADPH, producido por los centrosde reacción fotosintéticos, para convertir el CO2 en 3-fosfoglicerato, que puede ser convertido en glucosa. NADPH es deshidrogenasa. Esta reacción de fijación del CO2 es llevada a cabo por la enzima RuBisCO, como parte del ciclo de Calvin.
La ecuación básica de la fotosíntesis es: 6 CO2 mas 6 H2O producen una molécula de glucosa mas 6 de oxígeno. El oxígeno liberado en la fotosíntesis proviene delagua y no del CO2. El hidrógeno empleado para la síntesis de la glucosa procede de la fotólisis del agua, que ha sido absorbida por la planta. Las células eucariotas fotosintéticas presentan cloroplastos, unos orgánulos microscópicos en la superficie de la hoja, en forma de disco lenticular, que usan la energía solar para impulsar la formación de ATP y NADH (deshidrogenasa), compuestos utilizadoscon posterioridad para el ensamblaje de azúcares y otros compuestos orgánicos.

En las plantas C4 y CAM hay otra enzima que carboxila: la fosfenolpiruvato carboxilasa. Esta enzima no sustituye a la rubisco ya que funciona como un mecanismo de acumulación de CO2 en torno a ella. En estas plantas la fijación de CO2 sigue siendo por el ciclo de Calvin. Al marcar radiactivamente el CO2 se registróen algunas plantas la radioactividad en compuestos de cuatro carbonos y es debido a esto la denominación de plantas C4
FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXILASA (PEPC)
Se podría decir que es la enzima estrella de estas plantas. Cataliza la incorporación de bicarbonato al fosfoenolpiruvato (PEP) formando oxalacetato (OAA). El bicarbonato se obtiene del CO2 en disolución. Al ser el oxalacetato muy inestablese forma malato o aspartato en función de si ocurre una reducción o una transaminación. Existen muchas isoenzimas de la PEPC: C4, CAM, hojas, raíces, respiratorias, nodulares, etc. La ventaja de usar HCO3 es que no se parece al O2 y por tanto la PEPC no oxigena, además de que a pH fisiológico el equilibrio se desplaza hacia la formación de bicarbonato, por lo que habrá más concentración debicarbonato que de CO2. Por otro lado, la afinidad de la rubisco por el CO2 es menor que la afinidad de la PEPC por el bicarbonato, lo que quiere decir que a bajas concentraciones de CO2 carboxila más eficientemente la PEPC que la rubisco, siendo esta una de las razones por las que las plantas C4 no tienen pérdidas por oxigenación y además presenten una mayor eficiencia en el uso del agua.
Sólo el 3% delas plantas tienen fotosíntesis C4, pero a pesar de este número tan bajo son las plantas más productivas de la superficie terrestre. Aproximadamente 1/4 de la producción primaria depende de ellas. Un hecho interesante del metabolismo C4 es que a lo largo de la evolución ha aparecido alrededor de unas 45 veces (al menos) y en varios grupos distintos (unas 19 familias), siendo especialmentemayoritario en monocotiledóneas y herbáceas tales como el el sorjo, el mijo, el maíz o la caña de azúcar. Ejemplos de plantas C3 son por otro lado: el trigo, la cebada, el manzano, la adelfa, el naranjo y arabidopsis.

ANATOMIA DE LAS HOJAS C4

La anatomía de las hojas de las plantas con fotosíntesis C4 difiere a la de las plantas C3 ya que en estas últimas hay un único tejido fotosintético con dosmorfologías distintas yen las C4 se observan dos tejidos distintos con morfología y fisiología distinta; por un lado están las células de la vaina que se disponen rodeando los haces vasculares y por otro, las células del mesófilo que rodean a las células de la vaina. Aunque esta morfología, conocida como anatomía Kranz es característica de la fotosíntesis C4, no es necesaria para que se dé.
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