ULTIMO TRABALHO BIOQUIMICA

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Curso: Engenharia Agronômica
Disciplina: Bioquímica
MECANISMO DAS PLANTAS C3, C4 E CAM
Prof.: Rubens Tomio Honda
PALMAS
2019
MECANISMO DAS PLANTAS C3, C4 E CAM
A absorção de carbono, através do CO2 ou dióxido de carbono, é também chamada de fixação de carbono, nome mais comumente utilizado. Este processo ocorre por meio do Ciclo de Calvin ou “fase escura” da fotossíntese, originando basicamente um carboidrato CH2O através de uma reação de redução. Podemos, ao modo mais simples, dizer que este ciclo coleta moléculas de CO2 simples e as utilizam para formar moléculas maiores e mais complexas, como aminoácidos, ácidos graxos e carboidratos. Essas moléculas também são utilizadas na fotossíntese, na “fase clara”, e originam novos compostos que serão utilizados pela planta. Durante estes processos há perda de água, principalmente por meio da fotossíntese, tendo em vista que a radiação solar aumenta a velocidade das reações químicas na planta por conta do calor que transmite. O calor da radiação solar, juntamente com o calor gerado pelo aumento das reações metabólicas, faz com que ocorra a perda de água. Ao longo da evolução dos vegetais terrestres, surgiram 3 comportamentos diferentes que os mesmos apresentaram em relação ao modo de fixação de carbono e à perda de água, um recurso importantíssimo. Esses 3 tipos de vegetais são chamados de C3, C4 e CAM.
PLANTAS C3
As plantas C3 recebem este nome por conta do ácido 3-fosfoglicérico formado após a fixação das moléculas de CO2. Estes vegetais compreendem a maioria das espécies terrestres, ocorrendo principalmente em regiões tropicais úmidas. As taxas de fotossíntese das plantas C3 são elevadas a todo o momento, tendo em vista que a planta atinge as taxas máximas de fotossíntese (TMF) em intensidades de radiação solar relativamente baixas. É por isso que são consideradas espécies esbanjadoras de água. Ainda assim, este grupo vegetal é altamente produtivo, contribuindo significativamente para o equilíbrio da biodiversidade terrestre.
PLANTAS C4
As plantas C4 possuem grande afinidade com o CO2. Elas recebem este nome devido ao fato do ácido oxalacético possuir 4 moléculas de carbono, formado após o processo de fixação de carbono. Devido à alta afinidade com o CO2, as plantas C4 apresentam uma grande vantagem em relação às plantas C3: elas podem sobreviver em ambientes áridos. Isto se dá porque as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese. As plantas C4 são também conhecidas como “plantas de sol” por ocorrerem em áreas muitas vezes sem sombra alguma. Elas também ocorrem em áreas áridas com menores quantidades de água disponível nos solos.
PLANTAS CAM
As plantas CAM são ainda mais econômicas quanto ao uso da água do que as plantas C4! Elas ocorrem em áreas desérticas ou intensivamente secas. A abertura dos estômatos (estruturas que controlam a entrada e saída de gases nas plantas) durante a noite, evitam a grande perda de água, ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado, por meio do ácido málico. Durante o dia, os estômatos se fecham (não há grande perda de água) e o CO2 fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar. São também “plantas de sol”, assim como as C4.
Assimilação de CO2 em C3, C4 e CAM: diferenças
A via fotossintética C3, inicia-se pela assimilação do CO2:1CO2 + 1ribulose-1,5-bifosfato (RuBP, com 5C) = 2 ácidos fosfoglicérico. Essa via tem como primeiro produto estável um ácido orgânico com 3 carbonos, por isso o nome de via C3. A reação inicial é catalisada pela enzima ribulose-1,5-bifosfato carboxilase/oxigenase (rubisco). A via C3 também existe em plantas C4, só que todas as enzimas do ciclo de Benson-Calvin localizam-se unicamente nas células da bainha perivascular, na chamada anatomia “Kranz” das plantas C4. Já a via fotossintética C4 tem um ácido orgânico de 4 carbonos como primeiro composto produzido pela reação catalisada pela fosfoenolpiruvato carboxilase (PEP-case), nas células do mesófilo:
1 fosfoenolpiruvato (3C) + 1CO2 = 1 oxaloacetato (4C). O oxaloacetato é transformado em malato ou aspartato, migrando em seguida para a bainha perivascular, onde é descarboxilado, liberando CO2 e um ácido orgânico de 3 carbonos, que retorna ao mesófilo para regeneração do substrato da carboxilação primária. A via C4 é fundamentalmente um mecanismo de concentração de CO2 na bainha perivascular, promovendo o aumento da concentração deste substrato para a enzima rubisco, favorecendo a via C3. Saiba como as trioses-P podem ser utilizadas e transportadas. As trioses-P formadas, que são consideradas o primeiro produto do ciclo de Benson-Calvin (LEEGOOD, 1996), poderão ser utilizadas para a respiração celular, para a síntese de sacarose e transporte para outras células, ou para a síntese de amido no próprio cloroplasto, como reserva da célula fotossintetizante. Essas trioses-P são importantes também, pois a interconversão entre elas produz NADPH e ATP, servindo para transportá-los. Por exemplo, a reação do G-3P a 1,3- DPGA e deste a PGA, produz NADPH e depois ATP, assim como a reação de dihidroxiacetona-fosfato (DHAP) a G-3P produz também NADPH e ATP. A interconversão de ácidos orgânicos também pode ter a mesma finalidade, como a reação do ácido málico a ácido oxaloacético, produzindo NADPH. Esses produtos da fotossíntese, passando do cloroplasto para o citoplasma e vice-versa, servirão para o transporte de poder redutor (NADPH) e energia (ATP) produzidos nos fotossistemas para o citoplasma e, posteriormente, para outras células (LÜTTGE et al, 1996).
BIBLIOGRAFIA
http://www.ledson.ufla.br/geral_glicolise/ciclo-de-reducao-do-co2/diferencas-na-assimilacao-de-co2-em-plantas-c3-c4-e-cam/https://www.euquerobiologia.com.br/2014/02/plantas-c3-c4-e-cam-fixacao-de-carbonohtml