Fermentació, Fotosíntesi i Cicle de Calvin: Guia de Biologia

Fermentació i Tipus Principals

La fermentació és un procés anaeròbic on l'acceptor final d'electrons i hidrogen és un compost orgànic, el qual esdevé el producte final (com ara l'etanol). Només hi ha síntesi d'ATP a nivell de substrat; no intervé l'ATP sintasa, sinó que es produeix directament per fosforilació al substrat.

Fermentació Alcohòlica

El piruvat es transforma en etanol (passant primer per acetaldehid) i $CO_2$, amb un rendiment de $2 ext{ ATP}$.

Fermentació Làctica

Consisteix en la formació d'àcid làctic a partir de la degradació de la glucosa. El piruvat és processat per obtenir àcid làctic. Es dona en cèl·lules musculars durant un sobresforç físic, quan es queden sense oxigen ($O_2$) per catabolitzar via respiració cel·lular.

Fermentació Butírica

Utilitza substrats glucídics vegetals (com midó o cel·lulosa) per transformar-los en àcid butíric i altres molècules senzilles. És duta a terme per microorganismes del sòl.

Fermentació Pútrida

Els substrats que es degraden són de naturalesa proteica o aminoàcida. El producte resultant inclou diversos compostos aromàtics o pestilents (com l'escatol).

Fotosíntesi: Fase Lluminosa Cíclica

Es realitza a la membrana dels tilacoides (FSI) amb un flux cíclic d'electrons. No hi ha fotòlisi de l'aigua ($H_2O$), no s'obté $NADPH$, només $ATP$.

Es duu a terme quan tot el $NADP$ està reduït a $NADPH$ o quan la cèl·lula requereix $ATP$ addicional:

• 1. Els fotons incideixen sobre el FSI.
• 2. El $P700$ allibera electrons que passen a $A_0$ i arriben a la ferredoxina ($Fd$).
• 3. Els electrons continuen la cadena cap al citocrom $b_6$, la plastoquinona ($PQ$), el citocrom $f$ i la plastocianina ($PC$), que els retornarà al $P700$.
• 4. Durant el pas dels electrons per la $PQ$, aquesta capta $2H^+$ de l'estroma i els envia a l'espai tilacoidal. Aquests protons sortiran a través de les $ATP$ sintases, provocant la síntesi d'ATP. $

Fotosíntesi: Fase Fosca i Cicle de Calvin

En la fase fosca, el $NADPH + H^+$ redueix el $CO_2$ i l'ATP ajuda a dur a terme la síntesi de matèria orgànica. També es realitza la reducció d'ions a partir del $NADPH$ i l'ATP. Les plantes capturen el $CO_2$ atmosfèric i les algues l'obtenen de l'aigua.

El Cicle de Calvin

• 1. Fixació del $CO_2$: A l'estroma, el $CO_2$ s'uneix a la $RuBP$ ($5C$), originant un compost inestable de $6C$ que es dissocia en dos àcids $3$-fosfoglicèrics ($3C$).
• 2. Reducció: Les dues molècules d'àcid $3$-fosfoglicèric es redueixen cadascuna a gliceraldehid-$3$-P gràcies al $NADPH$ i l'ATP obtinguts en la fase lluminosa. El gliceraldehid-$3$-P pot sortir al citosol per fer biosintesi o quedar-se per regenerar la $RuBP$.
• 3. Regeneració de la $RuBP$: A partir de 5 molècules de gliceraldehid-$3$-P, mitjançant processos complexos, s'obtenen sèries successives de compostos de $3$, $4$, $5$ i $7$ carbonis que generen 3 molècules de $RuBP$. $

Regulació de les Vies Metabòliques

La regulació es pot dur a mida augmentant o disminuint la síntesi d'enzims, o bé regulant l'activitat dels enzims existents a través de dos casos principals:

• Regulació per retroinhibició (Feedback): La configuració inicial de l'enzim és l'activa. El producte final és el que es fixa al centre regulador, actua com a inhibidor i provoca la transició alostèrica de l'enzim cap a la seva forma inactiva.
• Regulació per inducció enzimàtica: La configuració inicial de l'enzim és la inactiva. El substrat inicial es fixa al centre regulador i provoca la transició alostèrica de l'enzim cap a la seva forma activa. $}