Haz lo que puedas, con lo que tengas, estés donde estés. Eso hace la Química de la vida. La evolución es una prueba de ello, que las
reacciones bioquímicas no se salten las leyes de la química es otra buena
prueba de ello. El jaleo cósmico que esquematiza todas las rutas metabólicas de
ese ser unicelular es casi una sentencia. ¡Por el amor del creador! Ciclos
fútiles, reacciones redundantes, gradientes desacoplados, genes de sobra, casi
la totalidad de su genoma no codificante. Por Dios, es como si te compras un
bolígrafo y te dan las instrucciones en un libro gordo como una biblia donde
solo la primera frase te habla de tu nueva máquina de escribir. La
química de la vida me recuerda a cuando de pequeño, junto con mis amigos,
construía esos artilugios para lanzarnos por las cuestas. Cualquier cosa era
"usable", eso sí, lo difícil era encontrar ruedas, pero ¡¡ay!! como las
encontrases... solo te paraba una pared y , a veces, ni eso....
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| Rodrigo |
Bueno a lo que iba. Mi planta pinchuda de metro cincuenta de alto, a la que
mi novia llama Rodrigo (a la derecha en todo su esplendor en un raro día soleado), se encontraba en ese lugar del piso cuando yo entré a
vivir allí (hace ya más de dos años), obsequio de los anteriores inquilinos. Y
así se quedó durante dos años, impasible, a la misma altura que el mueble de la
tele, como el primer día, un poco de agua cada 15 lunas, pero impertérrita como
Chuch Norris. Por motivos de seguridad “invitadil” me vi en la obligación de
moverla unos 3 metros, a un lugar donde (el de la foto), sin decorar tanto, había mas seguridad
para todos. Allí se quedó por alguna razón ignota. Allí encontró las ruedas.
Un poco más de sol (aquí no hay mucho, ni al lado de la ventana) quizás le
hizo arrancar su poderosa maquinaria fotosintética y en tres meses pasó de la
quietud al vigor, del sofá a las Olimpiadas. Ha crecido casi un palmo, 13 cm,
sí lo que algunos osan llamar tamaño medio.
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| Crecimiento súbito de Rodrigo, medido por mi manaza. |
La McGiveriana química de la vida se muestra en el evento en todo su esplendor.
En las plantas vasculares que habitan regiones con aporte constante de agua,
menos secas, son mayoritarios metabolismos fotosínteticos C3, que además están
presentes en cianobacterias y algas verdes, lo que indica que este mecanismo
fotosintético es bastante ancestral. Las Plantas vasculares que suelen habitar
climas secos, áridos y calurosos presentan metabolismos fotosínteticos
denominados C4 o CAM si son crasas o suculentas, como Rodrigo. Los dos últimos tipos de metabolismo
son variantes adaptativas a climas áridos. Pero los tres usan las mismas
herramientas enzimáticas aunque de manera diferente para adaptarse a climas
diferentes. Estos tres tipos de metabolismos fotosintéticos llevan a cabo
una tarea tan arcana como la propia vida, la fijación de carbono para construir
las biomoléculas (para saber mas a cerca de lo que pudo pasar en el principio
de los tiempos os recomiendo este post del amigo Oskar HR ).
Y qué tiene que ver la fotosíntesis con la frase que sirve como título, acuñada por Theodore Roosevelt refiriéndose con toda seguridad a otros menesteres... para saberlo, primero repasemaos un poco la fotosíntesis, que en resumidas cuentas es esto, química y fotoquímica:
CO2
+ H2O + energía luz solar →O2
+ (CH2O)n
Pero eso es resumir demasiado, esta reacción tiene dos etapas: Fase Luminosa
y la Fase Oscura. En la fase luminosa se genera energía mediante un complejo
sistema de proteínas asociadas a otras moléculas llamadas pigmentos (e.g. la clorofila). Estas son capaces de
alterar su estado en presencia de luz para captar la energía solar y recargar
dos moléculas que actúan como almacén energético de la vida: el ATP y el NADPH.
ADP+ Pi(fosfatín
inorgánico) + energía luz solar → ATP + O2
NADP + energía luz solar →NADPH+ O2
Después de obtener la energía del sol, esta será utilizada para fijar carbono a partir de CO2 en la Fase "Oscura". Mediante lo que se denomina Ciclo de Calvin (para mas explicación elegid el que más os guste ), mediado por una poderosa enzima, la RuBisCo, que ya en si misma
es un monstruo. Utilizando como esqueleto una molécula de 5 carbonos, la
Ribulosa 1,5 bisfosfato, usando CO2 y la energía de la Fase Luminosa, se
sintetiza Glucosa y recupera como nuevas las moleculas de Ribulosa que sirvieron de esqueleto:
6RuBP + 6CO2 + 12NADPH + 18 ATP + 12H+ + 6H2O → 6RuBP + C6H12O6 + 12NADP+ + 18ADP + 18 Pi
Las moléculas ahora no-energéticas NADP, y ADP serán recargadas de nuevo en la fase luminosa.
El ciclo de Calvin también se denomina ciclo C3, porque los intermediarios que se forman son molécuals orgánicas de tres carbonos. Todas las plantas vasculares tienen Metabolismo C3, TODAS. La diferencia está en dónde o cuándo lo realizan. Las llamadas plantas C3 realizan luminosa y el Ciclo de calvin a la vez en los cloroplastos del mismo tipo de células y durante el día. Las hojas abren los estomas para captar CO2 e incorporar el carbono a moléculas orgánicas.
La apertura de los estromas genera perdida de agua, pero esto en un clima templado y relatívamante húmedo no es un problema demasiado serio. En climas áridos la perdida de agua es un suicidio, pero cerrar los estomas también. La RuBisCo tiene afinidad por el CO2 pero también por el O2. A presiones parciales
atmosféricas tiene más afinidad por el CO2 y hace que la
asimilación del CO2 sea adecuada, pero cuando se cierran los estomas el balance gaseoso en los tejidos cambia y aumenta la fotorespiración que no es otra cosa que la pérdida de carbono usando ATP. Algo totalamnte fútil e inutil.
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| Esquema de la localización del ciclo de Calvin en planta C3 |
RuBisCo y su balance, todo depende de la concentración de CO2/O2.
Aquí es donde entra el Mcgiver de la vida: las plantas C4 y las CAM presentan un ciclo previo. En este ciclo, la PEPcarboxilasa citoplásmica (enzima presente en todas las pantas), une el carbono del CO2 a una molécula de Fosfoenoliruvato (PEP) para generar Acido málico, alias, Malato (molécula de 4 carbonos).
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| Sistema C4 |
PEP + CO2 → Malato
En las Plantas C4 el CO2 es fijado en dos compartimientos diferentes: en el mesófilo el CO2 es fijado como malato y luego con la acción de un mecanismo de concentración y bombeo de CO2 hacia los sitios de fijación por RuBisCo, la planta es capaz mantener tasas altas de asimilación de CO2 en presencia de baja concentración intracelular de dicho gas.
En Plantas CAM (Crassulacean Acid Metabolism, todavía más adaptadas a los secarrales), este ciclo se realiza en las mismas células que el ciclo C3, pero en vez de por el día, por la noche. Por la noche abren los estomas y fijan el CO2 en malato, que guardan en su típica vacuola de célula vegetal. Por el día, con los estomas bien ceraditos usan el carbono incorporado en la fotosíntesis típica. En principio, el uso de metabolismos C4 y CAM permite adaptación a climas desecantes en detrimento del rendimiento en la asimilación de carbono, ya que parte de la energía de la fase luminosa se invierte en el ciclo previo para salvaguardar agua y/o prevenir la fotorrespiración. Pero de facto, la mayoría de
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| Sistema CAM |
Esta entrada participa en la XVII edicion del Carnaval de Química alojada en el blog Un geólogo en apuros
Fuentes
- http://www.biologia.edu.ar/plantas/fotosint.htm
- FOTOSINTESIS. J. Monza, S. Signorelli, O. Borsani y M. Sainz.
- FOTOSINTESIS: DIFERENCIAS EN LAS VIAS METABOLICAS C3, C4 Y CAM. Dr. A. Benavides- FOTOSINTESIS. J. Monza, S. Signorelli, O. Borsani y M. Sainz.
Jolines con Rodrigo, qué manera de pegar el estirón.
ResponderEliminarTodo esto me suena de mis clases de fisio vegetal, qué bonito, lo malo es que hoy día las plantas CAM están bastante jodidas, menos mal que no las hay BANKIA que estarían peor aún.
Una puntualización, me suena que lo de "fase oscura" y "luminosa" está un poco desfasado ya, porque al parecer al principio se pensaba que se alternaban entre día y noche, y como ya comentas en el post simplemente una de ellas es dependiente de la luz pero no son alternas o complementarias/excluyentes... ¿no sabes si se sigue llamando así a las dos fases o lo han actualizado?
En fin, por lo demás, una aportación chulísima, si es que... ¡todo es química! ¡Hasta Rodrigo!
Jefe, tengo que confesar que la bancaria broma se me ocurrió en su momento, pero no quería agredir la seriedad científica hablando de bancos... esta vez no...
EliminarY sí, esos términos estaban ya obsoletos cuando yo iba a la escuela, pero mira, su uso viene bien para evocar arcanos tiempos donde todo era mas fácil. Creo que ya en la carrera los llamaban, como dice Myr, fotoabsorción y fotoasimilación... pero bueno se llamen como se llamen, no dejan de ser lo que son.
Un post genial, hacía tiempo ya que no me pasaba por aquí y creo que ha sido buena idea el hacerlo!
ResponderEliminarA mí también me has hecho recordar a las clases de este año de Biología de Plantas... Aunque si soy sincera, y no es por peloteo, me he enterado mucho mejor que en las clases jeje.
Y perdón si me inmiscuyo, pero creo yo que ya están desactualizados los términos de fase luminosa y oscura aunque me parece que todavían se usan... Tengo en mis apuntes que, ahora, la fase luminosa se llama "fotoabsorción" y la oscura "fotoasimilación". Según esto, las dos son dependientes de la luz... Corregidme si me equivoco, por favor (en todo caso, a mi profesor que fue quién dictó esto jajaja).
Nada más que decir, ¡tan sólo que me ha encantado esta aportación al Carnaval!
Saludos :)
Hola Myr, gracias por los piropos, se los pasaré a Rodrigo, que el tuvo la idea.
EliminarComo ya le he dicho a Dr. Litos creo que también en su día me dijeron que esos términos están desfasados, pero bueno, lo importante es que, con los antiguos o los nuevos nombres, se entienda de que va la cosa.
un saludo y pásate mas a menudo.
Queridísimo Banchsinger,
ResponderEliminarAntes que nada agradecerle muchísimo la cita a mi entrada. Ha sido una sorpresa mucho más que grata, de veras, muchas gracias.
Ya te han dado el tirón de orejas por lo de fases oscura y luminosa. En realidad se siguen usando ambos pero siempre sabiendo que la fase oscura se puede dar también en presencia de luz, de hecho en CAM y C4 así es. Por otro lado, salvo para estos temas tan concretos, ya casi nadie separa las plantas de esta forma sino por familias y Géneros.
Mi profesor de Fisiología Vegetal solía citar a la Rubisco como la Vedette de todas las enzimas. Tal aprecio le tenía que nos hizo aprendernos todas y cada una de las subunidades de esta magna enzima con sus pesos moleculares incluidos (menos mal que me dí cuenta a tiempo de su simetría).
Me encanta que llames Rodrigo a la planta, le da el carácter personal y personificado que no suelen tener las planta jeje. Felicidades por el post compañero.
Buenas!! Yo también he estado un poco despistado últimamente.
ResponderEliminarEn Bachiller, los libros siguen poniendo lo de fase oscura y fase lumínica, lo acabo de comprobar. Es como lo de los hidratos de carbono. Llevo 20 años, y lo que me queda, explicando que son nombres anticuados que la cultura se resiste a desechar.
Inercias de la literatura científica a parte, me guardo el post porque en el libro de bachillerato que utilizo no han puesto ni la fotorrespiración ni el metabolismo C4, aunque es el libro que me gusta y es lo único que he echado a faltar.
Para ser perfecto, habría puesto que la luz rompe el agua y por eso se produce oxígeno. Yo a mis "niños" lo primero que les pregunto es si las plantas hacen oxígeno porque nos quieren y saben que lo necesitamos. O es por otra cosa.
El próximo curso no daré clase en bachillerato, así que no os daré mucho la vara. Pero os continuaré leyendo en la distancia. Saludos.
Hola Pedro, la verdad es que pensé en poner lo del la procedencia del oxígeno, pero incurría en explicar lo de los fotosistemas, y eso es un monstruo que tiene para rato. Así que para esto están los pacientes profesores como tu, Jejeje. Si no se desechan ciertos nombres, explicando la historia y conociendo el concepto que les subyace... para mi como si se llaman Pepito, visto el inmovilismio.
EliminarUn abrazo, te esperamos aquí igualmente.
Me ha recordado mucho, a la famosa película "La tienda de los horrores" espero no termine igual la historia. Ahora que yo en lugar de investigar tanto su fotosíntesis, me fijaría más en eso de que tu novia la llame Rodrigo y en ese crecimiento de un palmo, jajaja. Es broma, muy bueno el comienzo del post. Dale un beso a Rodrigo de mi parte, igual así crece más.
ResponderEliminarFer, no sufras, Rodrigo no sabe que tengo un hacha... ah, Rodrigo dice que quiere que el beso se lo des tu. :P
EliminarJajajaja. Noooo, be careful with that axe, Eugene, y el besito se lo daré cuando la afeites, con una maquinilla de 4 hojas lo menos.
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