El anabolismo es un proceso metabólico en el que a partir de una molécula inorgánica sencilla como el H2O,CO2..se obtiene una molécula orgánica sencilla como la glucosa(anabolismo autótrofo) o bien de una molécula orgánica sencilla se obtiene una molécula orgánica compleja,como el almidón(anabolismo heterótrofo). Estas dos clasificaciones las vemos a continuación:
El anabolismo autótrofo presenta dos procesos:la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
La fotosíntesis es el proceso por el cual a partir de la energía luminosa,se obtiene energía química.Este proceso se realiza gracias a los pigmentos fotosintéticos que captan la energía luminosa y con ella activan a los electrones que son transferidos otros átomos. Hay dos tipos de fotosíntesis: oxigénica,los electrones son obtenidos al disociar una molécula de agua, y anoxigénica,que se descomponen moléculas de ácido sulfhídrico. La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos y en su estroma están los tilacoides que contienen a los pigmentos fotosintéticos.Entre los pigmentos,proteínas asociadas a moléculas lipídicas, se destacan la clorofila,que puede ser a o b, y los carotenoides que pueden ser carotenos o xantofilas y cada uno de un color y cada pigmento con una longitud de onda diferente.
Los fotosistemas son proteínas transmembranosas que contienen los pigmentos fotosintéticos.Se observan dos partes: complejo captador de luz o antenas y el centro de reacción. Hay dos fotosistemas, el I y el II. El fotosistema I se encuentra en los tilacoides de estroma,mientras que el II,se encuentra en los de grana;el pigmento diana del I es la clorofila P700 y el del II,el P680;mientras que el,fotosistema II rompe el agua para liberar electrones,eI I no.
Dentro de la fotosíntesis ocurren dos fases:la fase luminosa y la fase oscura.
La fase luminosa se divide en acíclica y cíclica. En la fase luminosa acíclica ocurre una fotólisis del agua,una fotosofosforilación del ADP y una fotorreducción del NADP+. La luz solar incide en el fotosistema II, su pigmento diana se excita y cede dos electrones a la plastoquinona.Para compensar esta pérdida de electrones se rompe una molécula de agua que libera 2 electrones y produce 2 protones que se quedan en el interior del tilacoide.La plastoquinona le cede los dos electrones al complejo de citocromos b-f y este se los pasa a la plastocianina que se los cede al fotosistema I. Cuando el fotosistema I recibe luz,su pigmento diana cede los electrones a la ferredoxina y esta al NADP+ reductasa que toma 2 protones del estroma y se reduce. En este proceso se introducen 2 protones en el interior del tilacoide.Por cada 2 electrones entran 4 protones, 2 por fotolisis del agua y 2 por la cadena transportadora.Como consecuencia se establece una diferencia de potencial electroquímico . Este gradiente hace que los protones salgan por la ATP-sintetasa y se produzca la síntesis de ATP.Por cada tres protones se sintetiza una molécula de ATP.
En la fase luminosa cíclica se produce la fotofosforilación del ADP y solo interviene el fotosistema I. Los 2 fotones inciden sobre el fotosistema I,su pigmento diana,la clorofila P700, libera los dos electrones al aceptor primario y se produce la cadena transportadora de electrones que impulsa dos protones desde el estroma hasta el interior del tilacoide.La cadena transportadora transfiere los dos electrones a la clorofila P700 y esta a la ferredoxina que de ahí pasan al citocromo b y de este pasa a la plastoquinona que capta dos protones.La plastoquinona reducida cede los dos electrones al citocromo f que introduce los dos protones en el interior del tilacoide. Esto, al salir a través de los ATP-sintetasas, provocan la síntesis de ATP. Finalmente la plastocianina le devuelve los 2 electrones a la clorofila P700.
La fase oscura es independiente de la luz, es decir se puede dar tanto si hay luz como si no la hay.En esta fase destaca el ciclo de Calvin.
Se parte de la ribulosa-5 fosfato que se transforma en ribulosa-1,5,difosfato , a esta molécula se fija un CO2, gracias a la enzima rubisco y da lugar a un compuesto inestable de 6 carbonos que se disocia en ácido-3-fosfoglicérico A este se le añade una molécula de agua y mediante el consumo de ATP Y NADPH esta molécula se reduce a Gliceraldehído-3-fosfato,que puede seguir 3 vías:sintetizar almidón,ácidos grasos y aminoácidos;sintetizar glucosa y fructosa o regenerar la ribulosa-5.fosfato.
Los factores que influyen en la fotosíntesis son:la temperatura,la intensidad luminosa y la concentración de CO2 y de O2.También influye la escasez del agua.
La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende en las reacciones de oxidación de determinadas sustancias inorgánicas. Los organismos que realizan este proceso son las bacterias que pueden ser:- bacterias del azufre, del nitrógeno,del hierro y del hidrógeno.Existen dos fases.La primera fase consiste en la fosforilación oxidativa y posteriormente se provoca un transporte
inverso de electrones. En la segunda fase se producen las mismas vías metabólicas que en la fase oscura de la fotosíntesis, por ejemplo la fijación de CO2 en el ciclo de Calvin.
Dentro del anabolismo heterótrofo destacamos la síntesis de glúcidos.lípidos,proteínas y ácidos nucleicos. En el anabolismo de los glúcidos se produce la gluconeogénesis(formación de la nueva glucosa),glucogenogénesis(formación de glucógeno) y amilogénesis(formación de al idón).
Observamos en el esquema el proceso de síntesis de la glucosa a partir del piruvato.
En cuanto a la síntesis de lípidos se destacan la síntesis de ácidos grasos,de glicerina y de triacilglicéridos.Los ácidos grasos se sintetizan a partir del acetil-coA.La formación de la glicerina se realiza a partir de la glucosa.Finalmente los triacilglicéridos se forman con la unión de 3 ácidos grasos y una glicerina.
En la síntesis de proteínas se destacan los aminoácidos no esenciales,los cuales se sintetizan con la transaminación del ácido α-cetoglutárico.
En la síntesis de los ácidos nucleicos se diferencian las bases púricas,que a partir del ácido inosínico se obtiene adenín-monofosfato y guanosín-monofosfato; y las pirimidínicas,que a partir del orotidín monofosfato se obtiene uridín-monofosfato,citidín-monofosfato y timidín-monofosfato,
