Pregunta 3. METABOLISMO (2 puntos)
Opción 3.1. Conteste las siguientes cuestiones:
A) Explique de forma concisa qué ocurre en la fase oscura o sintética de la fotosíntesis y la procedencia (cómo se obtienen) las moléculas necesarias (1 p.)
B) Explique el papel en las rutas metabólicas de ATP (0,5 puntos) y NADH (0,5 p.)
La fase oscura o biosintética ocurre en el estroma del cloroplasto y no necesita luz de forma directa, aunque depende por completo de los productos de la fase luminosa. En ella se fija el dióxido de carbono y se reduce hasta materia orgánica en el ciclo de Calvin-Benson.
El ciclo consta de tres etapas. En la fijación, la enzima rubisco une una molécula de
a la ribulosa-1,5-bisfosfato, un azúcar de cinco carbonos, y el compuesto resultante se parte en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico. En la reducción, esas moléculas se fosforilan con ATP y se reducen con NADPH hasta gliceraldehído-3-fosfato. En la regeneración, la mayor parte del gliceraldehído-3-fosfato se reordena, con gasto de ATP, para reconstruir la ribulosa-1,5-bisfosfato y que el ciclo pueda repetirse; el resto sale del ciclo y se emplea en sintetizar glucosa, almidón, aminoácidos o ácidos grasos.
Las moléculas necesarias proceden de dos sitios distintos. El
es inorgánico y entra del medio exterior a través de los estomas. El ATP y el NADPH proceden de la fase luminosa, que los ha producido en la membrana de los tilacoides: el ATP por fotofosforilación, gracias al gradiente de protones que genera el transporte de electrones, y el NADPH por reducción del NADP⁺ con los electrones que salen de la fotólisis del agua.
El ATP es la moneda energética de la célula. Su hidrólisis a ADP y fosfato libera energía libre, y las células acoplan esa hidrólisis a las reacciones que no son espontáneas para que puedan ocurrir: biosíntesis, transporte activo, contracción muscular. Se forma en las rutas catabólicas, por fosforilación a nivel de sustrato o por fosforilación oxidativa, y se gasta en las anabólicas, de manera que hace de intermediario entre unas y otras.
El NADH es un transportador de electrones y de poder reductor. Se reduce en las rutas catabólicas —glucólisis, descarboxilación oxidativa del piruvato, ciclo de Krebs y beta-oxidación— al recoger los electrones que se arrancan a los sustratos, y los cede a la cadena de transporte electrónico de la membrana mitocondrial interna, donde su oxidación alimenta el bombeo de protones que acaba sintetizando ATP. En condiciones anaerobias su reoxidación se consigue en las fermentaciones, para que la glucólisis pueda continuar.