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Biossíntese de metabólitos


A interação dos vegetais com o meio ambiente e formação do Metabolismo Primário Os vegetais respondem a estímulos ambientais bastante variáveis, de natureza física, química ou biológica. Fatores tais como fertilidade e tipo do solo, umidade, radiação solar, vento, temperatura e poluição atmosférica, dentre outros, podem influenciar e alterar a composição químicados vegetais.
O metabolismo primário tem sua origem com á fotossíntese e é responsável pela produção de celulose, lignina, proteínas, lipídios, açúcares e outras substâncias que realizam suas principais funções vitais.

Fotossíntese A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, uma organela que, como a mitocôndria, possui uma membrana externa altamente permeável e uma membrana interna praticamenteimpermeável, separadas por um espaço intermembranar. A fotossíntese é dividida em duas fases: A fase clara e a fase escura. Na fase clara a luz solar é absorvida pelos pigmentos localizados nos cloroplastos do estroma (células mesófilas) agitando as moléculas no seu interior.

A excitação das moléculas gera ATP (a partir de ADP) e NADPH (a partir de NADP+) num processo chamado deFotofosforilação. Na fase escura, a energia química produzida pelas reações na fase clara é utilizada para reduzir o carbono. Existem três ciclos para a fixação do carbono: o ciclo C3 ou ciclo de Calvin, o ciclo C4 ciclo CAM.
O principal fotorreceptor na fotossíntese é a clorofila. A luz absorvida pelas clorofilas e pigmentos acessórios é transferida para centros de reação fotossintéticos, onde ocorrem asprincipais reações da fotossíntese

Fase Luminosa

Fase Escura (bioquímica)

Ciclos fixadores de carbono Ciclo C3 ou Ciclo de Calvin O ciclo C3 foi primeiro elucidado por Calvin e colaboradores em 1946 e por esta razão, também é conhecido como ciclo de Calvin. Ele pode ser dividido em quatro fases distintas:

a) fase de carboxilação b) fase de redução c) fase de regeneração d) fase de síntesedos produtos.

REGENERAÇÃO: consiste na regeneração da ribulose bisfosfato através de reações de interconversão de açúcares.

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CARBOXILAÇÃO: A fase de carboxilação consiste na reação de CO2 com a ribulose bisfosfato, catalisada pela ribulose-1,5bisfosfato carboxilase (RuBisCO), seguida por uma clivagem molecular, formando o ácido fosfoglicérico (PGA).

REDUÇÃO: consiste na redução doácido fosfoglicéri co, formado na etapa anterior, em triose fosfato. SÍNTESE DE PRODUTOS: consiste na produção de outros compostos, tais como, polissacarídeos, aminoácidos e ácidos graxos.

Neste ciclo há a fixação do carbono através do CO2 pela enzima Rubisco.

A enzima Rubisco (Carboxilase da ribulose 1,5 bifosfato), é uma proteína abundante nas folhas (quase 50% da proteína solúvel total dasfolhas) e é a enzima mais abundante do planeta.

Na fase de recuperação, na qual os átomos de carbono de 5 gliceraldeído-3-fosfato entram em uma série de reações para dar origem a 3 ribulose-5fosfato, com as quais o ciclo recomeça.

O ciclo de Calvin também é conhecido como a rota C3 de fixação do carbono, uma vez que o produto formado é um composto de 3 carbonos (ácido fosfoglicérico). Quando comparadas às plantas C3, as plantas do metabolismo C4 apresentam:

- baixo ponto de compensação de CO2; - fotorrespiração não detectável; - alta eficiência no uso da água; - alta capacidade fotossintética.

Ciclo C4 Na maioria das plantas e gramíneas tropicais, tais como, a cana-de-açúcar, a cevada, o milho e o sorgo, a fixação do CO2 resulta em compostos de 4 carbonos como ooxaloacetato, o malato e o aspartato. Estas plantas possuem folhas que apresentam uma estrutura denominada “Anatomia de Kranz”. Neste tipo de anatomia, existem dois conjuntos de células nas quais ocorre a fixação do carbono: Células da bainha (com cloroplastos sem grana) e células mesofílicas (cloroplastos com grana).

Planta C3

Plantas C4: milho, sorgo, cana-de-açúcar. (Regiões de alta energia)...
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