Diferencia entre el ciclo C3 y C4
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Diferencia Principal - Ciclo C3 vs C4
Los ciclos de C3 y C4 son dos tipos de reacciones cíclicas que ocurren como la reacción oscura de la fotosíntesis. La fotosíntesis es la producción de moléculas orgánicas simples, glucosa de moléculas inorgánicas, dióxido de carbono y agua, utilizando la luz solar como fuente de energía. Durante la fotosíntesis, la reacción de luz es seguida por la reacción oscura. Ciclo de C3 también se llama ciclo de Calvin, mientras que el ciclo C4 se llama Ciclo Hatch-Slack. los diferencia principal entre los ciclos C3 y C4 es el primer compuesto estable producido por estas reacciones; El primer compuesto estable producido en el ciclo C3 es un compuesto de tres carbonos llamado ácido 3-fosfoglicérico (PGA) mientras El primer compuesto estable producido en el ciclo C4 es un compuesto de cuatro carbonos llamado ácido oxaloacético (OAA)..
Este artículo explora,
1. ¿Qué es el ciclo C3?
- Características, Proceso, Función.
2. ¿Qué es el ciclo C4?
- Características, Proceso, Función.
3. ¿Cuál es la diferencia entre el ciclo C3 y C4?
¿Qué es el ciclo C3?
El ciclo C3 es una de las dos vías de reacción que pueden ocurrir en la reacción oscura de la fotosíntesis. Ocurre en todas las plantas. Se observan tres pasos en el ciclo C3. Durante el primer paso, el dióxido de carbono se fija en la ribulosa 1,5-bifosfato, formando un compuesto inestable de seis carbonos, que luego se hidroliza en un compuesto de tres carbonos, 3-fosfoglicerato. La fijación del dióxido de carbono es catalizada por la enzima rubisco, que se encuentra en la superficie estromal de la membrana del tilacoide en el cloroplasto. La fijación del dióxido de carbono es el paso limitante de la velocidad del ciclo C3. Debido a la imperfección catalítica de la enzima, el rubisco, la enzima reacciona con el oxígeno molecular mediante un proceso llamado fotorrespiración. Dos moléculas de 3-fosfoglicerato están formadas por el primer paso del ciclo C3 por una única fijación de dióxido de carbono. Durante el segundo paso, se reduce una molécula de 3-fosfoglicerato, que forma tres tipos de fosfatos de hexosa: 6-fosfato de fructosa, 6-fosfato de glucosa y 1-fosfato de glucosa. El 3-fosfoglicerato restante se recicla, formando ribulosa 1, 5-bisfosfato. El ciclo C3 se muestra en Figura 1.
Figura 1: Ciclo C3
¿Qué es el ciclo C4?
El ciclo C4 es la otra vía de reacción que ocurre en la reacción oscura de la fotosíntesis. Las plantas, que crecen en ambientes cálidos y secos, como la caña de azúcar, el maíz y el pasto de cangrejo, utilizan la vía C4 durante la fotosíntesis. Los poros de los estomas que intercambian gas se mantienen cerca la mayor parte del día en estas plantas para reducir la pérdida excesiva de humedad en condiciones secas y calientes. Por lo tanto, la concentración de dióxido de carbono dentro de las hojas de la planta también se reduce por la progresión del ciclo C3. Cuando la concentración de dióxido de carbono es baja, se mejora la fotorrespiración, lo que reduce la eficiencia de la fotosíntesis. Para aumentar la eficiencia de la fotosíntesis durante condiciones secas y calientes, esas plantas C4 conducen el ciclo C4..
Dos tipos de células están involucradas en el ciclo C4: las células mesófilas y las células de la vaina del haz. El tejido vascular de la hoja está rodeado de células de la vaina del haz. La estructura de la hoja de las plantas C4 está descrita por la anatomía de Kranz. El piruvato de fenfoenol reacciona con el dióxido de carbono en las células mesófilas, formando oxaloacetato, que es un compuesto de cuatro carbonos. La reacción es catalizada por la enzima fosfoenol piruvato carboxilasa, que es insensible al oxígeno. El oxaloacetato se reduce luego a malato, que se transfiere a las células de la vaina del haz. En las células de la vaina del haz, el malato se descarboxila al eliminar el dióxido de carbono y entrar en el ciclo C3. El ciclo C4 se muestra en Figura 2.
Figura 2: Ciclo C4
Diferencia entre el ciclo C3 y C4
Primer compuesto estable
Ciclo C3: El primer compuesto estable producido en el ciclo C3 es un compuesto de tres carbonos llamado ácido 3-fosfoglicérico..
Ciclo C4: El primer compuesto estable producido en el ciclo C4 es un compuesto de cuatro carbonos llamado ácido oxaloacético.
Primera observación
Ciclo C3: El ciclo C3 fue observado por primera vez por Melvin Calvin.
Ciclo C4: El ciclo C4 fue observado por primera vez por Hatch y Slack.
Nombres alternativos
Ciclo C3: El ciclo C3 se llama ciclo de Calvin.
Ciclo C4: El ciclo C4 se llama ciclo Hatch-Slack.
Presencia
Ciclo C3: El ciclo C3 se encuentra en todas las plantas..
Ciclo C4: El ciclo C4 se encuentra solo en plantas C4 como el sorgo y el maíz.
Aceptador primario de dióxido de carbono
Ciclo C3: El principal aceptor de dióxido de carbono es un compuesto de cinco carbonos, biofosfato de ribulosa (RUBP).
Ciclo C4: El aceptor primario de dióxido de carbono es un compuesto de tres carbonos, el ácido fosfenol pirúvico (PEP).
Enzima Carboxilasa
Ciclo C3: La enzima carboxilasa es Rubisco en plantas C3..
Ciclo C4: Las enzimas carboxilasas son la PEP carboxilasa y Rubisco..
Fijacion de carbon
Ciclo C3: Una única fijación de carbono se produce en el ciclo C3..
Ciclo C4: Las fijaciones dobles de carbono se producen en el ciclo C4..
Eficiencia en la fijación de carbono
Ciclo C3: La fijación de carbono es menos eficiente y lenta en el ciclo C3.
Ciclo C4: La fijación de carbono es más eficiente y rápida en el ciclo C4..
Requisitos de la Fijación de Carbono.
Ciclo C3: La fijación de una sola molécula de carbono requiere 3 ATP y 2 NADH..
Ciclo C4: La fijación de una única fijación de carbono requiere 5 ATP y 3 NADH..
Tipos de cloroplastos
Ciclo C3: Los cloroplastos granulares están involucrados en el ciclo C3..
Ciclo C4: Los cloroplastos granulares y agranulares están involucrados en el ciclo C4..
Anatomía de Kranz en las hojas
Ciclo C3: La anatomía de Kranz está ausente en las hojas de las plantas C3..
Ciclo C4: La anatomía de Kranz está presente en las hojas de las plantas C4..
Células
Ciclo C3: El ciclo C3 se realiza por células mesófilas..
Ciclo C4: El ciclo C4 se lleva a cabo tanto por células mesófilas como por células de vaina.
Temperatura optima
Ciclo C3: La temperatura óptima del ciclo C3 es de 20-25 grados centígrados..
Ciclo C4: La temperatura óptima del ciclo C4 es de 30 a 45 grados Celsius.
En concentraciones de dióxido de carbono muy bajas
Ciclo C3: El ciclo C3 no puede proceder a concentraciones de dióxido de carbono muy bajas.
Ciclo C4: El ciclo C4 puede proceder a concentraciones de dióxido de carbono muy bajas..
Efecto del oxigeno
Ciclo C3: El ciclo de C3 es inhibido por el oxígeno..
Ciclo C4: No se observa inhibición del ciclo c4 con el ciclo C4.
Luz del sol
Ciclo C3: El ciclo C3 puede estar saturado de luz solar..
Ciclo C4: El ciclo C4 no se satura con la luz solar..
Fotorrespiración
Ciclo C3: Se observa una cantidad considerable de fotorrespiración en el ciclo C3..
Ciclo C4: Se observa una cantidad insignificante de fotorrespiración en el ciclo C4.
Conclusión
Los ciclos C3 y C4 son los dos tipos de reacciones oscuras que ocurren durante la fotosíntesis. El ciclo C3 ocurre en todas las plantas a 20-25 grados Celsius, mientras que el ciclo C4 ocurre solo en las plantas C4 a 30-45 grados Celsius. Durante el ciclo C3, se observa un solo evento de fijación de carbono mientras que, durante el ciclo C4, se observan dos eventos de fijación de carbono. La fotorrespiración ocurre durante el ciclo C3, pero cantidades insignificantes de fotorrespiración ocurren durante el ciclo C4. La eficiencia del ciclo C3 es baja en comparación con la eficiencia del ciclo C4. La principal diferencia entre los ciclos C3 y C4 es el número de carbonos en el primer compuesto estable producido en cada ciclo..
Referencia:
1. Berg, Jeremy M. "El ciclo de Calvin sintetiza las hexas del dióxido de carbono y el agua". Bioquímica. 5ª edición. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 01 de enero de 1970. Web. 16 de abril de 2017.
2. Lodish, Harvey. “Metabolismo del CO2 durante la fotosíntesis”. Biología molecular de células. 4ª edición. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 01 de enero de 1970. Web. dieciséis
Imagen de cortesía:
1. “Calvin-cycle4" Por Mike Jones - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “HatchSlackpathway2" Por HatchSlackpathway.svg: * HatchSlackpathway.png: trabajo con derivados de adenosina: trabajo jamaerreivativo: adenosina (hablar) - HatchSlackpathway.svg (CC BY-SA 2.5) a través de Commons Wikimedia
