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La fotosíntesis es un proceso vital que transforma el CO2 en azúcares, y fue descifrada gracias a la técnica de pulso y lavado. El ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA) se identificó como el primer compuesto radiomarcado, siendo precursor en la biosíntesis de carbohidratos. La ribulosa 1,5-bifosfato (RuBP) captura CO2, iniciando el Ciclo de Calvin-Benson, que regenera la RuBP y forma azúcares. La luz regula las enzimas fotosintéticas, incluida la Rubisco, esencial para la fijación de carbono.
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La técnica de "pulso y lavado" fue desarrollada por Melvin Calvin y su equipo para estudiar la fotosíntesis
Exposición de células fotosintéticas a CO2 radiactivo
La técnica de "pulso y lavado" consistía en exponer células fotosintéticas a CO2 radiactivo por un breve periodo
Sustitución de CO2 radiactivo por CO2 no radiactivo
Después de la exposición, se sustituía el CO2 radiactivo por CO2 no radiactivo para seguir la incorporación de carbono en los compuestos orgánicos
Para detener las reacciones y aislar los compuestos formados, las células se inactivaban rápidamente en metanol caliente
Los experimentos de pulso y lavado revelaron que el ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA) era el primer compuesto marcado durante la fijación de CO2 en la fotosíntesis
Se observó que la radioactividad en el 3-PGA disminuía progresivamente, mientras que aumentaba en compuestos como la sacarosa, indicando que el 3-PGA es un precursor en la biosíntesis de carbohidratos
Experimentos adicionales demostraron que al interrumpir la iluminación tras un corto periodo de exposición al CO2 radiactivo, se acumulaba 3-PGA, confirmando su papel como el primer producto estable de la fijación de carbono
El equipo de Calvin investigó cuál era el aceptor inicial de CO2 que daba lugar al 3-PGA
La evidencia apuntó a la ribulosa 1,5-bifosfato (RuBP) como el aceptor inicial de CO2
Se propuso que un intermediario inestable de seis carbonos se formaba y se dividía rápidamente en dos moléculas de 3-PGA
El Ciclo de Calvin-Benson comprende una serie de reacciones enzimáticas que transforman el 3-PGA y otros intermediarios en azúcares de diversas longitudes de cadena carbonada
Enzimas como la transketolasa y la aldolasa catalizan la formación de azúcares de cinco, cuatro y siete carbonos, cruciales para la regeneración de la RuBP y la continuidad del ciclo fotosintético
El Ciclo de Calvin-Benson está presente en cianobacterias y plantas, siendo esencial para la formación de azúcares en la fotosíntesis
Las investigaciones de Calvin revelaron que la luz regula la actividad de las enzimas del Ciclo de Calvin-Benson
La enzima clave, la Rubisco, se activa mediante un mecanismo que incluye la activasa de Rubisco y la carbamilación en presencia de magnesio, ambos procesos dependientes de la luz
Otras enzimas del ciclo se activan mediante el sistema ferridoxina-tiorredoxina, que transfiere electrones desde el Fotosistema I a las enzimas, alterando su estado redox y promoviendo su actividad catalítica
La Rubisco está formada por subunidades grandes y pequeñas, siendo las grandes las que albergan el sitio activo de la enzima
Los genes que codifican las subunidades grandes se encuentran en el genoma del cloroplasto, mientras que los de las subunidades pequeñas se encuentran en el genoma nuclear
El ensamblaje de la Rubisco requiere chaperonas y un sistema de señalización que guía las subunidades pequeñas al cloroplasto, donde se ensambla la enzima completa
00
El método implicaba exponer células de ______ a CO2 ______ por un tiempo corto y después cambiarlo por CO2 no ______.
algas
radiactivo
radiactivo
01
Para detener las reacciones fotosintéticas y aislar los compuestos, las células se trataban con ______ ______.
metanol
caliente
02
Los compuestos orgánicos se separaban por ______ en ______ y se identificaban los radiomarcados mediante ______.
cromatografía
papel
autoradiografía
