Fotorespiración

Fotosíntesis, el cloroplasto y las bacterias fotosintéticas La fotosíntesis Reacciones de la oscuridad, fase oscura o ciclo de Calvin –Benson de la fotosíntesis Como ganan peso las plantas, agua, aire o tierra Introducción a la fijación de carbono Fijación de carbono en las plantas C3. Ciclo de Calvin-Benson Control redox de ciclo de Calvin-Benson Fotorespiración
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La enzima rubisco es un dolor de cabeza, no solo es altamente ineficiente, también posee una inespecificidad inamovible en el gas que sirve como sustrato de reacción. Aunque en el contexto de la fotosíntesis siempre de la introduce como la enzima que fija el dióxido de carbono, resulta que es mucho más ávida por el oxígeno.
Sin embargo iniciaremos por el principio para entender el problema generado por esta inespecificidad.
Una de las moléculas identificadas por las cromatografías de Calvin o colaboradores  en su trabajo con células de algas fue el compuesto glicolato, el cuál fue correctamente ignorado en la formulación del modelo de reacciones del ciclo de Calvin.
Mientras que el glicolato no hace parte del ciclo de Calvin si es un producto de la reactividad del rubisco. Aparentemente solo después de 20 años desde que se describiera la catálisis del rubisco usando un sustrato de dióxido de carbono fue descrita la ruta alternativa en la que el rubisco logra catalizar al oxígeno como sustrato.
Esta segunda reacción, el rubisco integra una molécula de oxígeno molecular a la RuBP sintetizando la 2-fosfoglicolato junto con PGA.
El 2-fofoglicolato es subsecuentemente convertido a glicolato mediante una enzima del estroma. El glicolato sintetizado en el estroma del cloroplasto es posteriormente transportado al citoplasma, donde el peroxisoma convierte la molécula de glicolato en moléculas de dióxido de carbono. Esto implica que la planta empieza a perder biomasa en forma de carbonos.
Este proceso se denomina fotorespiración, debido a que el proceso involucra el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono.
De lo anterior se puede notar que la fotorespiracion es un problema para que las plantas puedan adquirir biomasa, debido a la perdida en forma de dióxido de carbono de sus moléculas RuBP del ciclo de Calvin.
De hecho, la fotorespiración puede causar la pérdida del 50% del carbono fijado por una planta de cultivo bajo condiciones de cultivo y alta intensidad solar. Como se podrá esperar, se ha concentrado una gran cantidad de esfuerzo por décadas para poder impedir la perdida de eficacia de la fotosíntesis debido a la fotorespiración. Sin embargo, hasta el día de hoy los esfuerzos han sido en vano.
Al igual que la hemoglobina cuyo defecto hace que acople irreversiblemente monóxido de carbono, la rubisco en su misma naturaleza catalítica no puede evitar unirse al oxígeno. De hecho varios estudios han demostrado que la rubisco es mucho más afín para reaccionar con el oxígeno que con el dióxido de carbono.
Dado que la fotorespiración es una característica inamovible que los sitos de reacciones de la rubisco, la solución radica en regular la concentración de oxígeno. As plantas que crecen en ambientes cerrados con niveles elevados de dióxido de carbono no presentan fotorespiración a niveles tan altos, por lo que pueden crecer mucho más rápido.
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