Creo que estamos listos para aprender un poco acerca de
las reacciones "oscuras"
Pero sólo para recordar donde estamos en todo este esquema de
la fotosíntesis, los fotones vienen y excitan electrones en
la clorofila en las reacciones lumínicas
y a medida que estos fotones bajan y bajan sus niveles de energía
(como vimos en el video pasado)
A medida que ellos bajan y bajan sus niveles de energía
y todo esto estaba aconteciendo en la membrana tilacoidal
como vemos aquí, puedes imaginarlo (déjame hacerlo en otro color)
Puedes imaginarlo, ocurriendo aquí mismo
A medida que ellos bajan y bajan sus niveles de energía
dos cosas ocurren
Primero, la liberación de energía es capaz de bombear hidrógenos
a través de esta membrana
Y luego, tienes una alta concentración de hidrógenos
los cuales van a através del ATP sintasa y conducen
este motor para producir ATP
Y luego, el aceptor final de electrones
o aceptor de hidrógeno, depende de como quieras llamarlo
Todo el átomo de hidrógeno era NAD+.
Entonces, los dos subproductos, o los dos que vamos
a continuar usando en la fotosíntesis a partir de nuestro ciclo de luz
A partir de nuestras reacciones lumínicas
(No debí llamarlas "ciclo de luz" )
Escribí aquí ATP y NADPH
Y luego, el subproducto era el que necesitábamos (el electrón)
para reemplazar el primer electrón excitado
Lo sacamos del agua
y así también producimos oxígeno, el cual es un subproducto
de gran valor en esta reacción.
Pero ahora, que tenemos ATP y NADPH, estamos listos para
avanzar hacia las reacciones "oscuras"
Y quiero resaltar de nuevo que aunque sean llamadas
reacciones "oscuras" , no quiere decir que ocurran en la noche
De hecho, ocurren al mismo tiempo que las reacciones lumínicas
Ocurren cuando el sol está presente
La razón por la cual son llamadas reacciones "oscuras"
es que son independientes de la luz
Ellas no requieren fotones
Sólo requieren ATP, NADPH y dióxido de carbono
Observemos lo que esta ocurriendo acá un poco mejor
Voy a bajar un poco en donde tengo
algo de espacio libre
Entonces, tenemos nuestras reacciones lumínicas,
y estas producen , (como lo repasamos) algo de
ATP y algo de NADPH
Y ahora vamos a tomar dióxido de carbono de la atmósfera
y todo esto irá dentro de, (lo llamaré las reacciones independientes de luz)
porque es confuso llamarlas reacciones "oscuras"
Entonces, en las reacciones independientes de la luz,
el mecanismo es llamado el ciclo de Calvin.
Este es el tema principal de este video
Entran dentro del ciclo de Calvin y generan lo que
puedes llamar como PGAL
(hablamos de el en el primer video) ,o G3P
Esto es, gliceraldehido 3-fosfato.
Esto es fosfogliceraldehido, son la misma molécula
solamente con nombres diferentes .
Y puedes imaginarlo como una cadena de 3 carbonos
con un grupo fosfato.
Y entonces esto puede ser usado para construir otros
carbohidratos, pones dos de estos juntos y puedes obtener glucosa
Tal vez recuerdes, que en el primer paso de la glucólisis
o la primera vez que cortamos una molécula de glucosa
obteníamos dos moléculas de fosfogliceraldehido
La glucosa tiene seis carbonos
este tiene trés.
Estudiemos el ciclo de Calvin en un poco de detalle.
Digamos que, saliendo de las reacciones lumínicas,
tenemos seis dióxidos de carbono
Entonces, estas son las reacciones independientes de la luz
Y te mostraré por qué estoy usando estos números.
No tengo que utilizarlos exactamente.
Digamos que comienzo con seis CO2
Y puedo escribir CO2 porque realmente nos importa
lo que ocurra con el carbono.
Podemos escribirlo como un sólo carbono que tiene
dos oxígenos en el, lo cual puedo dibujar.
Pero no lo haré ahora mismo.
Porque quiero mostrarte realmente lo que ocurre
con los carbonos.
Tal vez, debería poner esto de amarillo,
para mostrarte sólo los carbonos.
No te estoy mostrando los oxígenos aquí.
Y lo que ocurre es que el CO2, los seis CO2,
reaccionan con ( y voy a hablar un poco de esta reacción)
reaccionan con seis moléculas
( y esto va a parecer algo extraño para tí)
de esta molécula que puedes llamar RuBP.
Que es la abreviación de ribulosa bifosfato.
A veces, es llamada ribulosa 1,5-bifosfato.
Y la razón por la cual se llama así es porque,
es una molécula de cinco carbonos.
Y tiene un grupo fosfato en los carbonos 1 y 5.
De ahí es ribulosa bifosfato
O a veces, ribulosa 1 (déjame escribir esto), es el
primer carbono, 5- bifosfato.
tenemos dos fosfatos.
Entonces es ribulosa 1,5 bifosfato.
Nombre elegante, pero es tan sólo una cadena pentacarbonada
con 2 fosfatos en ella.
Estos dos reaccionan juntos,
(y esto es una simplificación,
hay mucho mas ocurriendo aquí, pero
(quiero dejarte la idea general)
para formar, 12 moléculas de PGAL o fosfogliceraldehido
o gliceraldehido 3-fosfato de PGAL, el cual puedes ver
como un ( el tiene trés carbonos y un grupo fosfato)
Y sólo para asegurarnos que estamos contando los carbonos apropiadamente
vamos a pensar en lo que ocurre.
Tenemos dos de estos,
entonces tenemos 36 carbonos (12 por 3)
¿Comenzamos con 36 carbonos?
Bien, tenemos 6 por 5 carbonos.
Esto es 30, mas otros 6 de aquí.
Entonces, sí comenzamos con 36 carbonos.
Ellos reaccionan entre ellos para formar PGAL.
Los enlaces o electrones en esta moléculas están en un nivel de
energía mas alto que los electrones de esta molécula.
Entonces tenemos que proveer energía para que así
la reacción se lleve a cabo.
eso no ocurre espontaneamente,
y la energía de esta reacción
si nosotros usamos los números 6 y 6, la energía
de esta reacción viene de 12 ATPs
(puedes imaginar 2 ATP para cada carbono y cada ribulosa bifosfato)
y 12 NADPH.
No quiero que te confundas
( es muy similar al NADH, pero no quiero que lo confundas
con lo que ocurre en la respiración)
Y estos quedan como 12 ADP más 12 grupos fosfato.
Y luego tendrás 12 NADP+.
Y esta es la razón por la cual es una fuente de energía,
los electrones en el NADPH , o puedes decir
el hidrógeno con el electrón en el NADPH,
está en un nivel de energía mas alto,
entonces a medida que baja su nivel de energía,
el ayuda a conducir la reacción-
Y por supuesto cuando los ATP pierden sus grupos fosfato,
estos electrones están en un nivel alto de energía,
y entran a un nivel de energía más bajo, y esto ayuda
a llevar la reacción,
ayudan a poner energía en la reacción.
Entonces tenemos estos 12PGALs.
La razón por la cual es llamado ciclo de Calvin
(así como puedes imaginarlo), estudiamos el ciclo de Krebs.
Los ciclos comienzan reutilizando cosas.
La razón por la cual es llamado ciclo de Calvin, es porque
se reutilizan la mayoría de estos PGAL.
Entonces de los 12 PGAL, usaremos 10
(permíteme hacerlo de este modo)
Entonces tenemos 10 PGAL
10 fosfogliceraldehidos, 10 PGAL, los cuales usaremos
para volver a crear la ribulosa bifosfato.
Y el conteo funciona.
Porque tenemos 10 moléculas de 3 carbonos.
Esto es 30 carbonos,
y luego tenemos 6 moléculas de 5 carbonos.
Esto es 30 carbonos,
Pero esto, requiere energía nuevamente.
Esto tomará la energía de 6 ATPs.
Entonces, tenemos 6 ATP perdiendo su grupo fosfato.
Los electrones entran a un nivel más bajo de energía
y esto hace que se dé la reacción.
Y tendrás 6 ADP mas 6 grupos fosfato que son liberados.
Y así lo ves como un ciclo.
pero, la pregunta es, bueno, yo usé todos estos,
¿Qué obtengo de esto?
Y bueno, usé 10 de los 12.
De ahí tengo 2 PGAL restantes.
Y estos pueden ser usados.
Y la razón por la que usé 6 y 6 y obtengo 12 aquí,
y 2 aquí, y la razón por la que tengo 2 aquí es porque
2 PGAL pueden ser usados para hacer glucosa
la cual es una molécula de 6 carbonos.
Su fórmula, como lo vimos anteriormente es C6H12O6.
Pero es importante recordar que no tiene que tener sólo
glucosa, puede generar carbohidratos de cadenas más largas
y almidones
cualquier cosa que tenga un esqueleto de carbono.
Y estas son las reacciones "oscuras"
somos capaces de coger los subproductos de las
reacciones lumínicas, el ATP y el NADH
( Hay más ATP acá)
y usarlos para fijar carbono.
A esto se le llama fijación del carbono.
Cuando tomas carbono en forma gaseosa y lo pones
en una estructura sólida, es llamado fijación del carbono.
entonces, a través de este ciclo de Calvin podemos
fijar carbono y la energía proviene de las moléculas
generadas a partir de las reacciones lumínicas.
Y por supuesto, es llamado ciclo, porque generamos
estos PGAL, algunos de los cuales pueden ser usados
para producir Glucosa, pero muchos de ellos continúan
para ser reciclados en ribulosa bifosfato
la cual nuevamente, reacciona con el dióxido de carbono
Y tienes el ciclo ocurriendo una y otra vez.
Hemos dicho que esto no ocurre en una aspiradora,
el lugar donde esto ocurre es en el estroma
En el fluido que está dentro del cloroplasto
pero afuera del tilacoide.
Es en el estroma donde ocurren las reacciones
independientes de la luz
Y no sólo ocurre con el ADP y el NADPH
Hay una enzima o proteina de tamaño
moderadamente decente que facilita esto,
permite al dióxido de carbono enlazarse en
ciertos puntos de la ribulosa bifosfato y el ATP para
reaccionar en ciertos puntos, para conducir estas dos
moléculas a reaccionar.
Y a esta enzima a veces se le llama RuBisCO
Te diré porque se llama RuBisCO.
Esta es la RuBisCO
Ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa
Y esta es su apariencia
es una proteina enzimática bastante grande
puedes imaginar que tienes tu ribulosa bisfosfato
enlazandose en un punto
Tienes dióxido de carbono enlazandose en otro punto
No se cuales puntos serán.
ATP enlazandose en otro punto.
Reaccionan
Esto hace que esta cosa gire y de vuelta en cierta forma
para hacer que la ribulosa bifosfato
reaccione con el dióxido de carbono.
NADPH puede estar reaccionando en otras partes
y esto es lo que facilita el ciclo de Calvin.
Te he dicho que esta RuBP, esto es
ribulosa-1,5-bisfosfato. Esta RuBisCO,
el nombre corto para
ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa
No lo escribiré todo, puedes verlo aquí mismo.
Pero sólo es para decirte que es una enzima que es usada
para reaccionar con carbono y ribulosa-1,5-bisfosfato.
Ahora hemos terminado con fotosíntesis.
Podemos comenzar con fotones y agua para producir
ATP y NADPH pues teníamos esos electrones excitados
Teníamos toda la quimiosmosis para conducir la formación
de ATP con ayuda de la ATP sintasa.
NADPH fue el aceptor final de electrones.
Estos son usados luego como combustible en el
ciclo de Calvin, en las reacciones "oscuras"
Las cuales son mal llamadas, pues deberían
ser llamadas reacciones independientes de la luz
porque realmente ocurren en presencia de luz.
Tomas tu combustible de las reacciones lumínicas
con dióxido de carbono y puedes fijarlo usando
la enzima llamada RuBisCO, en el ciclo de Calvin
Y obtienes fosfogliceraldehido, el cual
puede ser llamado gliceraldehido 3-fosfato
que puede ser usado para generar glucosa
la cual usamos para comer y dar energía a nuestros cuerpos
O como aprendimos en la respiración celular, que
puede ser convertida en ATP cuando sea necesario.