Ejercicio resuelto de Fase oscura · Biología · 2023

La enzima rubisco (la más abundante de la biosfera y también la de mayor tamaño) es objeto de estudios medioambientales por su capacidad de fijar carbono atmosférico y reducir los niveles de $\text{CO}_2$. [1,5 puntos]

a) Explique brevemente qué es la fijación del carbono y el lugar de la célula en el que ocurre.

b) Indique dos productos finales de la fase luminosa necesarios para la fase oscura y para qué se usan.

c) Como todas las enzimas, rubisco puede ser inhibida. ¿Qué es la inhibición enzimática? Describa un tipo de inhibición que conozca.

$\textbf{a) Explique brevemente qué es la fijación del carbono y el lugar de la célula en el que ocurre.}$

La fijación del carbono es la incorporación del $\text{CO}_2$ atmosférico, materia inorgánica, a una molécula orgánica. La cataliza la rubisco, que une el $\text{CO}_2$ a la ribulosa-1,5-bisfosfato; el compuesto de seis carbonos que se forma es inestable y se rompe en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico.

Ocurre en el estroma del cloroplasto, y es la primera etapa del ciclo de Calvin o fase oscura de la fotosíntesis.

$\textbf{b) Indique dos productos finales de la fase luminosa necesarios para la fase oscura y para qué se usan.}$

Son el ATP y el NADPH.

El ATP aporta la energía necesaria para fosforilar el ácido 3-fosfoglicérico y, más adelante, para regenerar la ribulosa-1,5-bisfosfato. El NADPH aporta el poder reductor con el que ese ácido se reduce a gliceraldehído-3-fosfato, la molécula orgánica a partir de la cual se sintetizan la glucosa y los demás compuestos.

$\textbf{c) Como todas las enzimas, rubisco puede ser inhibida. ¿Qué es la inhibición enzimática? Describa un tipo de inhibición que conozca.}$

La inhibición enzimática es la disminución o anulación de la actividad de una enzima por la unión a ella de una sustancia llamada inhibidor.

En la inhibición competitiva el inhibidor se parece estructuralmente al sustrato y ocupa el propio centro activo, de modo que ambos compiten por él. El efecto depende de sus concentraciones relativas, así que puede revertirse añadiendo más sustrato: la velocidad máxima no varía y lo que aumenta es la $K_M$ aparente. Es lo que le ocurre a la propia rubisco con el oxígeno, que compite con el $\text{CO}_2$ y desencadena la fotorrespiración.