Mecanismos Clave en Biología Celular: Fotosíntesis y Respuesta a Estímulos

Fotosíntesis: Captación de CO2 y Ciclo de Calvin

Esta molécula es la responsable de la captación del CO2 y automáticamente pasa a ser una molécula de 6C muy inestable que va a romperse en 2 moléculas de 3C que va a dar lugar a la formación de 2 moléculas así: 2-Ácido-3-Fosfoglicérico.

Este ácido va a sufrir una transformación que requiere energía en forma de ATP, pero también se requiere poder reductor. Por lo tanto, necesitamos el NADPH2, cede los H, se oxida y reduce. Como tenemos 2 moléculas de ácido obtenemos también 2 moléculas de gliceraldehído fosfato. Una de ellas será utilizada en la síntesis de glucosa, y la otra va a ser utilizada para la regeneración de ribulosa-5-P, que se fosforila y da lugar a Ribulosa-1,5-bifosfato.

En el ciclo de Calvin se consume 2 veces ATP y 1 vez NADPH2, por eso la estructura cíclica es tan importante. Si utilizamos 6 moléculas de Ribulosa-1,5-bifosfato, captaremos 6 moléculas de CO2, 12 de ácido-3-Fosfoglicérido. Para pasar de esto a gliceraldehído necesitamos 12 de ATP y 12 de NADPH2. Se reduce el ácido-3-Fosfoglicérido a aldehído 3-fosfato de gliceraldehído. Se utilizan para formar una hexosa y quedan 10 moléculas de gliceraldehído que se utilizan para regenerar 6 moléculas de ribulosa-5-fosfato y para fosforilar 6 ribulosa-5-fosfato utilizamos 6 de ATP. Hay una enzima muy importante que se conoce como Rubisco: responsable de que el CO2 pase a formar parte de la materia orgánica. En la célula, las moléculas de glucosa por un anabolismo heterótrofo van a transformarse en almidón.

Fase Luminosa y Transferencia de Electrones

Antena: formada por pigmentos que captan la energía solar y la transportan al centro de reacción, en una clorofila especial. La luz activa electrones muy fuertes. Como consecuencia de esta fase, el espacio intratilacoidal se hace cada vez más ácido. El primer fotosistema ha perdido un electrón y los nuevos electrones proceden de una transformación metabólica que se conoce como fotólisis del H2O y el electrón que procede del agua rearma el fotosistema II. No es cíclica porque el electrón no vuelve al mismo fotosistema. Pero hay una transferencia cíclica, que solo utiliza el fotosistema I, que el electrón solo va a sintetizar moléculas de ATP. La fotosíntesis sirve para enviar O2 a la atmósfera, para formar la capa de ozono y para los organismos, consume CO2. Sirve para la alimentación de todos los organismos.

Función de Relación Celular

La célula va a presentar función de relación (respuestas de los seres vivos al ambiente físico-químico en el que se encuentran). Esta actividad pone en conexión directa al organismo con el medio para que el organismo reaccione y pueda seguir viviendo. En una función de relación se encuentran 3 aspectos:

1. Captación del estímulo: la célula tiene que tener sensores para captar los estímulos.
2. Integración de la información que da el estímulo: el organismo procesa esa información, la hace propia.
3. Elaboración de una respuesta.

Mecanismos de Respuesta Celular

Señalización por Hormonas

A nivel celular, los estímulos se reciben en forma molecular. Las hormonas son unos biocatalizadores que controlan el metabolismo del cuerpo; actúan sobre células que tienen receptores en la membrana. Proceso:

Vamos a tener un receptor específico para la hormona, de tal manera que esta encaja en el receptor y este cambia de forma; y activa otra proteína, y esta proteína también cambia de forma y al cambiar pone en funcionamiento la adenilil ciclasa. Y este último enzima es el responsable de la acción de la hormona. Porque la adenilil ciclasa transforma el adenosín trifosfato (ATP) en AMPc (segundo mensajero), lo que va a determinar cambios en el metabolismo de la célula.

Movimiento Celular (Taxis)

En los organismos unicelulares, las respuestas a los estímulos son movimientos (taxis o tactismos). El desplazamiento de la célula puede ser:

• Acercándose al estímulo (taxis positivo) o alejándose (taxis negativo).

Otra clasificación:

• Quimiotactismo (lo causan sustancias químicas)
• Fototactismo (lo causa la luz)