TEMA 13: EL ANABOLISMO
1. Tipos de anabolismo
El anabolismo es la parte constructiva del metabolismo en la que se llevan a cabo rutas de síntesis de moléculas
orgánicas complejas a partir de moléculas sencillas. Para llevar a cabo estas reacciones es necesario energía
química en forma de ATP y el aporte de electrones y protones, ya que son reacciones de reducción provenientes
del NADH + H, NADPH + H. FADH2 y FMNH2.
Hay dos tipos de anabolismo
- Anabolismo autótrofo: es el proceso de síntesis de moléculas orgánicas sencillas a partir de
moléculas más simples (inorgánicas) utilizando energía que proviene de fuentes externas al organismo.
Solo lo pueden realizar los organismos autótrofos, es decir, aquellos capaces de producir su propia
materia orgánica a partir de materia inorgánica.
➔ El anabolismo autótrofo fotosintético o fotosíntesis: utiliza la energía luminosa para la síntesis
de los compuestos orgánicos a partir de CO2 y H2O. Lo llevan a cabo las plantas, algas,
cianobacterias y bacterias fotosintéticas.
➔ El anabolismo autótrofo quimiosintético o quimiosíntesis: utiliza energía que se libera en las
reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos. Lo realizan algunas bacterias autótrofas,
como las que se encuentran en el fondo marino.
- Anabolismo heterótrofo: es el proceso de síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de
moléculas orgánicas más simples, utilizando materia orgánica ya formada como fuente de energía y
carbono. Utilizan energía del ATP y coenzima reducidos que se obtienen a través de procesos
catabólicos como la oxidación de la glucosa. El anabolismo heterótrofo es común en todos los
organismos, tanto autótrofos como heterótrofos y se realizan de forma similar en todos ellos.
2. La fotosíntesis
La fotosíntesis es la conversión de energía luminosa procedente del sol en energía química (ATP) que se
almacena en las moléculas orgánicas sintetizadas. Es un proceso de oxidación-reducción en el que el donador
de electrones se oxida y el aceptor de electrones (el CO2 y otros compuestos) se reduce.
- Fotosíntesis oxigénica: es la más extendida. En ella la molécula de agua se descompone gracias a la
energía luminosa y actúa como dadora de electrones. Se libera oxígeno, que pasa a la atmósfera. La
realizan las células de las plantas, las algas y las cianobacterias.
- Fotosíntesis anoxigénica: el donador de electrones (sulfuro de hidrógeno). No se desprende oxígeno,
sino precipitados de azufre como subproducto. La realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre,
que viven en aguas sulfuradas, consideradas semejantes a los primeros seres fotosintéticos del
planeta.
2.1 Los pigmentos fotosintéticos
Los pigmentos fotosintéticos, presentes de los tilacoides son moléculas lipídicas unidas a proteínas capaces de
captar la energía de la luz.
Todos los pigmentos tienen enlaces dobles que se alternan con enlaces sencillos (enlaces conjugados), lo que
les permite absorber la energía luminosa, ya que los electrones de estos dobles enlaces pueden excitarse, es
decir, pasar a niveles superiores, sin que la molécula se rompa.
Este estado excitado es muy inestable, de manera que el electrón puede:
- Volver a su estado fundamental emitiendo energía
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, - Ser cedido a un aceptor de electrones, quedando el pigmento oxidado. Dicho electrón va pasando a
través de una cadena electrónica hasta un aceptor final como puede ser el NADP que se reduce a
NADH + H.
Tipos de pigmentos fotosintéticos
Cada tipo de pigmento absorbe una determinada longitud de onda y la que no absorben la reflejan. El color que
percibimos de un objeto son las longitudes de onda reflejadas.
Los principales pigmentos presentes en las plantas y algas son las clorofilas y carotenoides; en las
cianobacterias y en las algas rojas además hay ficobilinas y en las bacterias fotosintéticas está la
bacterioclorofila. Las plantas absorben longitudes de onda 680 nm a 660 nm y los carotenoides 470nm.
- Clorofila: está presente en los cloroplastos. Son de color verde y están formadas por un anillo de
porfirina que contiene un átomo de magnesio en el centro y una cola formada por un alcohol
isoprenoide de 20 átomos de carbono, el fitol.
- Carotenoides: se consideran pigmentos accesorios ya que absorben la energía que la clorofila a no es
capaz de absorber. Son isoprenoides y los más importantes son los carotenos, de color anaranjado y
las xanotofilas, de color amarillo.
- Ficobilinas: estos pigmentos fotosintéticos sólo se encuentran en algas rojas y cianobacterias.
Destacan la ficocianina, de color azul y la ficoeritrina de color rojo.
2.2 Los fotosistemas
Un fotosistema es una agrupación funcional de pigmentos, de 200 a 400 moléculas de clorofilas y pigmentos
accesorios, asociados a proteínas, que se localizan en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos de
las células eucariotas y en la membrana plasmática de las células procariotas.
Un fotosistema está formado por 2 subunidades:
- Antena/complejo captador de luz o complejo colector: está formada por centenares de pigmentos que
captan energía de la luz de diferentes longitudes de onda y se la pasan unos a otros, hasta que es
cedida finalmente a una molécula de clorofila diana. Todas las moléculas que integran la antena
pueden absorber fotones.
- Centro de reacción: formado por dos moléculas de clorofila (pigmentos diana) que al recibir la energía
captada por los pigmentos de la antena, se oxida, es decir, transfiere un electrón por cada fotón que
recibe a otra molécula, el primer aceptor de electrones, que transmite los electrones fuera del
fotosistema.
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1. Tipos de anabolismo
El anabolismo es la parte constructiva del metabolismo en la que se llevan a cabo rutas de síntesis de moléculas
orgánicas complejas a partir de moléculas sencillas. Para llevar a cabo estas reacciones es necesario energía
química en forma de ATP y el aporte de electrones y protones, ya que son reacciones de reducción provenientes
del NADH + H, NADPH + H. FADH2 y FMNH2.
Hay dos tipos de anabolismo
- Anabolismo autótrofo: es el proceso de síntesis de moléculas orgánicas sencillas a partir de
moléculas más simples (inorgánicas) utilizando energía que proviene de fuentes externas al organismo.
Solo lo pueden realizar los organismos autótrofos, es decir, aquellos capaces de producir su propia
materia orgánica a partir de materia inorgánica.
➔ El anabolismo autótrofo fotosintético o fotosíntesis: utiliza la energía luminosa para la síntesis
de los compuestos orgánicos a partir de CO2 y H2O. Lo llevan a cabo las plantas, algas,
cianobacterias y bacterias fotosintéticas.
➔ El anabolismo autótrofo quimiosintético o quimiosíntesis: utiliza energía que se libera en las
reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos. Lo realizan algunas bacterias autótrofas,
como las que se encuentran en el fondo marino.
- Anabolismo heterótrofo: es el proceso de síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de
moléculas orgánicas más simples, utilizando materia orgánica ya formada como fuente de energía y
carbono. Utilizan energía del ATP y coenzima reducidos que se obtienen a través de procesos
catabólicos como la oxidación de la glucosa. El anabolismo heterótrofo es común en todos los
organismos, tanto autótrofos como heterótrofos y se realizan de forma similar en todos ellos.
2. La fotosíntesis
La fotosíntesis es la conversión de energía luminosa procedente del sol en energía química (ATP) que se
almacena en las moléculas orgánicas sintetizadas. Es un proceso de oxidación-reducción en el que el donador
de electrones se oxida y el aceptor de electrones (el CO2 y otros compuestos) se reduce.
- Fotosíntesis oxigénica: es la más extendida. En ella la molécula de agua se descompone gracias a la
energía luminosa y actúa como dadora de electrones. Se libera oxígeno, que pasa a la atmósfera. La
realizan las células de las plantas, las algas y las cianobacterias.
- Fotosíntesis anoxigénica: el donador de electrones (sulfuro de hidrógeno). No se desprende oxígeno,
sino precipitados de azufre como subproducto. La realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre,
que viven en aguas sulfuradas, consideradas semejantes a los primeros seres fotosintéticos del
planeta.
2.1 Los pigmentos fotosintéticos
Los pigmentos fotosintéticos, presentes de los tilacoides son moléculas lipídicas unidas a proteínas capaces de
captar la energía de la luz.
Todos los pigmentos tienen enlaces dobles que se alternan con enlaces sencillos (enlaces conjugados), lo que
les permite absorber la energía luminosa, ya que los electrones de estos dobles enlaces pueden excitarse, es
decir, pasar a niveles superiores, sin que la molécula se rompa.
Este estado excitado es muy inestable, de manera que el electrón puede:
- Volver a su estado fundamental emitiendo energía
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, - Ser cedido a un aceptor de electrones, quedando el pigmento oxidado. Dicho electrón va pasando a
través de una cadena electrónica hasta un aceptor final como puede ser el NADP que se reduce a
NADH + H.
Tipos de pigmentos fotosintéticos
Cada tipo de pigmento absorbe una determinada longitud de onda y la que no absorben la reflejan. El color que
percibimos de un objeto son las longitudes de onda reflejadas.
Los principales pigmentos presentes en las plantas y algas son las clorofilas y carotenoides; en las
cianobacterias y en las algas rojas además hay ficobilinas y en las bacterias fotosintéticas está la
bacterioclorofila. Las plantas absorben longitudes de onda 680 nm a 660 nm y los carotenoides 470nm.
- Clorofila: está presente en los cloroplastos. Son de color verde y están formadas por un anillo de
porfirina que contiene un átomo de magnesio en el centro y una cola formada por un alcohol
isoprenoide de 20 átomos de carbono, el fitol.
- Carotenoides: se consideran pigmentos accesorios ya que absorben la energía que la clorofila a no es
capaz de absorber. Son isoprenoides y los más importantes son los carotenos, de color anaranjado y
las xanotofilas, de color amarillo.
- Ficobilinas: estos pigmentos fotosintéticos sólo se encuentran en algas rojas y cianobacterias.
Destacan la ficocianina, de color azul y la ficoeritrina de color rojo.
2.2 Los fotosistemas
Un fotosistema es una agrupación funcional de pigmentos, de 200 a 400 moléculas de clorofilas y pigmentos
accesorios, asociados a proteínas, que se localizan en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos de
las células eucariotas y en la membrana plasmática de las células procariotas.
Un fotosistema está formado por 2 subunidades:
- Antena/complejo captador de luz o complejo colector: está formada por centenares de pigmentos que
captan energía de la luz de diferentes longitudes de onda y se la pasan unos a otros, hasta que es
cedida finalmente a una molécula de clorofila diana. Todas las moléculas que integran la antena
pueden absorber fotones.
- Centro de reacción: formado por dos moléculas de clorofila (pigmentos diana) que al recibir la energía
captada por los pigmentos de la antena, se oxida, es decir, transfiere un electrón por cada fotón que
recibe a otra molécula, el primer aceptor de electrones, que transmite los electrones fuera del
fotosistema.
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