Plantas de ciclo c4 vía de Hatch-Slack
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Las plantas C4 inicialmente fijan dioxido de carbono (CO2) a bajas concentraciones en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos, usando la energía liberada de la hidrólisis de 1 ATP por cada dioxido de carbono (CO2) fijado.
Sumario
La fotosíntesis en C4
El dioxido de carbono (CO2) es liberado después en las células de la vaina del haz de las hojas, donde tienen lugar las reacciones del ciclo de Calvin-Benson.
El proceso consiste en la captación del dióxido de carbono en las células del mesófilo de la planta pero el CO2, en vez de utilizarse inmediatamente en el ciclo de Calvin, reacciona con el fosfoenolpiruvato (PEP) gracias a la catálisis de la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa
Es una adaptación para plantas que viven en climas cálidos y áridos semejantes a almería, España.
Las plantas C4 inicialmente fijan el CO2 en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos y después liberan el CO2 en las células de la vaina del haz de la hoja . Hay un requerimiento adicional de ATP por cada dióxido de carbono utilizado en esta ruta.
La fotorrespiración es mínima en plantas C4 comparada con plantas C3
La elevada concentración de oxígeno en el lugar de reacción de la RUBISCO es la causa de la fotorrespiración.
Las plantas C4 evitan la fotorrespiración mediante una extensión del ciclo de Calvin-Benson que consigue concentrar el CO2, y no el oxígeno, en las células de la vaina del haz, donde tiene lugar la reacción catalizada por la RUBISCO.
Las plantas C4 pueden mantener alta la concentración local del CO2 para la actividad de la RUBISCO sin incremento simultáneo de la concentración de oxígeno.
Plantas c3
Se llaman así porque en las de tipo C3 el primer compuesto orgánico fabricado en la fotosíntesis tiene 3 átomos de carbono y en el tipo C4 tiene 4. (Existe también un tercero, muy minoritario, denominado CAM, combinación del C3 y C4 al que pertenecen algunos cactus y plantas suculentas)
La vía de 4 carbonos
Vía C4 o ruta C4, también denominada vía de Hatch-Slack en honor a sus descubridores, es una serie de reacciones bioquímicas de fijación del carbono proveniente del CO2 atmosférico.
El proceso consiste en la captación del dióxido de carbono en las células del mesófilo de la planta pero el CO2, en vez de utilizarse inmediatamente en el ciclo de Calvin, reacciona con el fosfoenolpiruvato (PEP) gracias a la catálisis de la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa. El producto final de la reacción entre el PEP y el CO2 es el oxalacetato, que posteriormente se convierte en malato. El malato se transporta hacia las células de la vaina, donde es descarboxilado, produciendo el CO2 necesario para el ciclo de Calvin, además de piruvato. Este último pasa nuevamente al mesófilo donde se transforma por medio de ATP en fosfoenolpiruvato, para quedar nuevamente disponible para el ciclo.
Ventaja de este proceso radica
La ventaja de este proceso radica en el hecho de que al estar la RuBisCO encerrada en las células de la vaina se le impide la posibilidad de que reaccione con oxígeno en situaciones en las cuales la concentración de CO2 sea muy baja, por lo cual se reduce considerablemente la pérdida de energía y de CO2 a través de la fotorrespiración, incluso las moléculas de dióxido de carbono generadas por la fotorespiración se reutilizan a través del PEP, que captura aquellas en el mesófilo para que ingresen al ciclo de Calvin.
Plantas que usan esta vía
Las plantas que usan esta vía para la fijación del carbono se denominan plantas C4; entre ellas, se pueden mencionar el maíz, la caña de azúcar, la invasora Cynodon dactylon (grama), el sorgo y el amaranto.
Fuentes
- Azcón-Bieto, J. & Talón, M., 2000. Fundamentos de Fisiología Vegetal.
- McGraw-Hill Interamericana, Barcelona, España.
- Hans-Walter H., 1999. Plant Biochemistry & Molecular Biology. Oxford University Press, Inglaterra.
- Taiz L. Zeiger, E., 1991 Plant Physiology. Benjamin/Communings Publishing Company. Estados Unidos.
