Metabolismo celular Departamento de BiologaGeologa IES Universidad Laboral

Metabolismo celular Departamento de Biología-Geología IES Universidad Laboral de Málaga

Metabolismo n Conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células y que conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo las tres funciones vitales (nutrición, relación y reproducción) § La materia se utiliza para crecer, desarrollarse o renovar la estructura propia de cada organismo. § La energía se almacena en los enlaces químicos de las sustancias de reserva energética o se transforma en distintos tipos de energía: mecánica (movimiento), calorífica (mantener la temperatura), eléctrica (impulsos nerviosos), luminosa (emitir luz), … + + +

n Catabolismo (metabolismo destructivo): es la transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas, proporcionando a la célula precursores metabólicos, energía (se almacena en los enlaces fosfato del ATP) y poder reductor (NADP/NADPH). Fase degradativa del metabolismo.

n Anabolismo (metabolismo constructivo): síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras biomoléculas más sencillas, para lo cual se necesita energía, proporcionada por los enlaces fosfato del ATP. Fase constructiva del metabolismo

CATABOLISMO ANABOLISMO Son reacciones de degradación Son reacciones de síntesis Son reacciones de oxidación Son reacciones de reducción Desprenden energía Precisan energía Es un conjunto de vías metabólicas convergentes: a partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente dióxido de carbono, ácido pirúvico y etanol Es un conjunto de vías metabólicas divergentes: a partir de unos pocos sustratos se pueden formar muchos productos diferentes

Tipos de metabolismo FUENTE DE FUENTES DE ENERGÍA CARBONO Luminosa Química Materia orgánica Fotoheterótrofos o fotoorganótrofos: bacterias purpúreas no sulfúreas. Quimioheterótrofos o quimioorganótrofos: animales, protozoos, hongos y casi todas las bacterias. Inorgánico (CO 2) Fotoautótrofos o fotolitótrofos: vegetales superiores, algas, cianobacterias. Quimioautótrofos o quimiolitótrofos: bacterias nitrificantes, del azufre. . .

Adenosín trifosfato (ATP) n Nucleótido que actúa en el metabolismo como molécula energética. n Almacena y cede energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos (cada uno es capaz de almacenar 7, 3 Kcal/mol) n Se considera la moneda energética de la célula, pues almacena energía de uso inmediato. n Composición química: n Base nitrogenada (adenina) n Ribosa n Tres moléculas de ácido fosfórico.

q Proceso de desfosforilación: n n ATP + H 2 O ADP + Pi + Energía (7, 3 Kcal/mol) AMP + Pi + Energía (7, 3 Kcal/mol) q La síntesis de ATP (fosforilación) puede realizar de dos formas: Fosforilación a nivel de sustrato Gracias a la energía liberada de una biomolécula al romperse algunos de sus enlaces ricos en energía • • • Glucolisis Ciclo de Krebs Fermentaciones Reacción enzimática con ATPsintetasa Estas enzimas sintetizan ATP cuando el interior de las crestas mitocondriales y tilacoides de los cloroplastos es atravesado por un flujo de protones (H+) • Cadena transporte de electrones en respiración celular y fotosíntesis

Energética de las reacciones químicas n Variación de energía libre ( G ) ¨ G < 0 Reacción espontánea. Libera energía exergónica. ¨ G > 0 Reacción no espontánea. Requiere energía endorgónicas. ¨ G = 0 El sistema está en equilibrio y no hay tendencia a que se produzca la reacción. Acoplamiento energético Los acoplamientos más comunes son con reacciones de fosforilación y desfosforilación de ATP que es capaz de almacenar energía por periodos reducidos de tiempo (moneda energética). n

Reacciones redox CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES REDOX REACCIONES DE OXIDACIÓN REACCIONES DE REDUCCIÓN Eliminación de hidrógeno Adición de hidrógeno Eliminación de electrones Adición de electrones Liberación de energía Almacenamiento de energía

n En las reacciones redox la transferencia de electrones suele hacerse en forma de átomo de hidrógeno (un electrón y un protón). Estos átomos de hidrógeno van acompañados de la gran cantidad de energía que estaba almacenada en los enlaces de los que formaban parte. n Los trasportadores suelen ser nucleótidos como: NAD+ NADH NADP+ NADPH FAD+ FADH Captan los átomos de hidrógeno liberados por las moléculas oxidadas y los transfieren a las moléculas aceptoras, que se reducen

Catabolismo n Es la transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas, proporcionando a la célula precursores metabólicos, energía (se almacena en los enlaces fosfato del ATP) y poder reductor (NADP/NADPH) + + +

Características del catabolismo n n Reacciones de degradación Producción de energía Reacciones redox Liberación gradual de energía Es posible por: n n n Reacciones sucesivas: ocurren una después de otra. Cada una catalizada por enzimas distintas Transporte de hidrógenos: los electrones viajan junto a protones (átomos de hidrógeno), que pasan a una coenzima que actúa como transportador de hidrógenos. NAD+ + 2 e- + 2 H+ NADH + H+ Cadena transportadora de electrones: La coenzima NADH pasa sus electrones a una cadena transportadora de electrones y finalmente son transferidos a átomos de oxígeno (O) a los que se unen H+ libres y se forma agua (H 2 O). La energía que se libera al pasar los electrones a una posición inferior se utiliza para fosforilar el ADP y formar ATP (gracias al enzima ATP-sintetasa)

Tipos de catabolismo Respiración Fermentación Interviene la cadena transportadora de electrones Los electrones procedentes de la materia orgánica inicial son transferidos a un aceptor final que es un compuesto inorgánico No interviene la cadena transportadora de electrones Impide transferir los electrones de la materia orgánica inicial a un compuesto inorgánico El producto final siempre es un compuesto orgánico Respiración aeróbica Respiración anaeróbica El agente oxidante es el O 2. Al reducirse y aceptar electrones y protones forma H 2 O El agente oxidante no es el O 2, sino iones como el ión nitrato que al reducirse forma el ión nitrito

Procesos de degradación Glucosa GLUCÓLISIS Ácidos grasos -OXIDACIÓN Como resultado final se obtiene acetil Co. A, que entran en el CICLO DE KREBS y en la CADENA RESPIRATORIA para obtener: CO 2, H 2 O y ATP Proteínas y ácidos nucleicos se descomponen y dan lugar a distintos intermediarios que realizan otras funciones, rara vez se utilizan como combustibles Glucólisis Cadena respiratoria

LOCALIZACIÓN RUTA METABÓLICA Célula procariota Célula eucariota Glucólisis citosol -oxidación citosol Matriz mitocondrial Ciclo de Krebs citosol Matriz mitocondrial Cadena respiratoria Membrana plasmática Membrana de crestas mitocondriales (MMI)

Glucólisis Tiene lugar en el citoplasma celular n Consiste en una serie reacciones, cada una catalizada por una enzima determinada, que permite transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico n Fosforilación a nivel de sustrato n

Glucólisis n Primera fase o fase de consumo de energía: ¨ ¨ n Se consumen 2 ATP Se forman dos gliceraldehído-3 fosfato Segunda fase o fase de producción de energía: Por cada gliceraldehído-3 -fosfato se forman: ¨ 2 ATP ¨ 1 ácido pirúvico ¨ 1 NADH n Balance global de la glucólisis : ¨ ¨ ¨ n 2 ácido pirúvico 2 ATP 2 NADH La glucólisis se produce en la mayoría de las células vivas, tanto en procariotas como en las eucariotas

Balance energético de la glucólisis Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Ácido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H 2 O

Etapas claves en la glucólisis Punto crucial de la glucólisis: si el NADH producido no vuelve a oxidarse, la ruta se detendrá. Su oxidación depende de la disponibilidad de oxígeno: n En condiciones aerobias: el NADH pasa a la cadena transportadora de electrones y allí se producirá H 2 O y se regenerará el NAD+ que se reutilizará en la glucólisis. El ácido pirúvico pasará al ciclo de Krebs previa transformación en acetil Co. A. (respiración celular) n En condiciones anaerobias: (bacterias o eucariotas en anoxia). El NADH se oxida mediante la reducción del ácido pirúvico por procesos llamados fermentaciones

Respiración de los glúcidos n 1 n Ocurre en procesos consecutivos e interrelacionados: Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico 2 n Ciclo de Krebs n 3 Cadena respiratoria ¨ ¨ ¨ Transporte de electrones Quimiósmosis Fosforilación oxidativa 1 2 3

Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico n El ácido pirúvico llega a la matriz mitocondrial n El complejo multienzimático piruvato-deshidrogenasa lo transforma en Acetil-Co. A n Se pierde un grupo carboxilo (descarboxilación) que sale en forma de CO 2 y dos hidrógenos (deshidrogenación) que son aceptados por un NAD+ que pasa a NADH + H+ n Por cada molécula de glucosa: 2 Ácido pirúvico + 2 Co. A + 2 NAD+ 2 Acetil-Co. A + 2 CO 2 + 2 NADH + 2 H+

Ciclo de Krebs (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) n El Acetil-Co. A se incorpora al ciclo de Krebs transfiriendo su grupo acetilo al ácido oxalacético, que al aceptarlo forma un ácido cítrico. n Se producen una serie de transformaciones en las que se degrada completamente el grupo acetilo en dos moléculas de CO 2 y el ácido oxalacético se recupera para volver a formar parte del ciclo. n Por cada molécula de glucosa se necesitan dos vueltas del ciclo de Krebs. n Los electrones de alta energía obtenidos en las sucesivas oxidaciones se utilizan para formar NADH Y FADH 2, que luego entrarán en la cadena transportadora de electrones

BALANCE ENERGÉTICO Por vuelta se produce: Por molécula de glucosa (2 vueltas): - 1 GTP (equivale a un ATP) - 3 NADH - FADH 2 - 2 GTP - 6 NADH - 2 FADH 2

Cadena respiratoria 1. Transporte de electrones 2. Quimiósmosis 3. Fosforilación oxidativa

1. Transporte de electrones Los electrones y protones almacenados en el NADH y el FADH 2 pasan por una serie de transportadores La disposición de los transportadores permite que los electrones "salten" de unos a otros de forma espontánea, hasta llegar al último aceptor: el O 2, que uniéndose con los H+ del medio forma agua membrana interna de las mitocondrias seis grandes complejos enzimáticos cuyo conjunto recibe el nombre de cadena respiratoria Se reducen y oxidan

2. Quimiósmosis n La energía perdida por los electrones se utiliza en tres puntos concretos de la cadena, para bombear protones al espacio intermembranoso. n Cuando su concentración es muy elevada vuelven a la matriz mitocondrial a través de unos canales internos con ATPsintetasa. 3. Fosforilación oxidativa Cuando los protones fluyen por el canal interior de las ATP-sintetasas producen la unión de un ADP y un grupo fosfato generando así un ATP.

BALANCE ENERGÉTICO GLOBAL La oxidación en la cadena respiratoria de una molécula de: 1 NADH 3 ATP ¨ 1 FADH 2 2 ATP ¨ PROCESO CITOPLASMA GLUCOLISIS 2 ATP 2 NADH RESPIRACIÓN MATRIZ MITOCONDRIAL Ácido pirúvico a acetil. Co. A 2 x (1 NADH) Ciclo de krebs 2 x (1 ATP) 2 x (3 NADH) 2 x (1 FADH 2) TRANSPORTE ELECTRÓNICO TOTAL 2 x (3 ATP) 2 ATP* 6 ATP** 2 x (3 ATP) 6 ATP** 6 x (3 ATP) 2 x (2 ATP) 2 ATP* 18 ATP** 4 ATP** Balance energético global por cada molécula de glucosa 38 ATP

Fermentaciones n Degradación anaeróbica de la glucosa en el que el aceptor final de electrones es una molécula orgánica. n Se produce en el citosol n Características: Proceso anaerobio El aceptor final es un compuesto orgánico, susceptible de seguir oxidándose (Por ello son poco rentables energéticamente hablando). Este producto final es el que caracteriza la fermentación y le da nombre. ¨ La síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato. No intervienen las ATP-sintetasas. Sólo produce 2 ATP. ¨ ¨ n Las fermentaciones más importantes ocurren en el mundo de los microorganismos aunque en organismos pluricelulares también se pueden dar, siempre en condiciones de anaerobiosis.

Fermentación alcohólica n Transformación de una molécula de glucosa en dos de etanol (alcohol etílico) y dos de CO 2 n El proceso de degradación de la glucosa es común hasta la obtención de ácido pirúvico (glucólisis), pero a partir de aquí, éste se descarboxila pasando a acetaldehído que posteriormente se reduce a etanol. n La reacción global es la siguiente: Glucosa + 2 Pi + 2 ADP 2 Etanol + 2 CO 2 + 2 ATP n También se producen otras sustancias orgánicas denominadas productos secundarios (glicerina o ácido acético) n Vinculada a vegetales, hongos y bacterias, porque la enzima fundamental del proceso, la piruvato descarboxilasa, sólo parece encontrarse en estos organismos. Entre las levaduras Saccharomyces cerevisiae es la más conocida y se utiliza industrialmente en la fabricación de bebidas alcohólicas

Fermentación láctica n Transformación de una molécula de glucosa en dos de ácido láctico n Los microorganismos que pueden llevarla a cabo son bacterias del género Lactobacillus y Streptococcus principalmente, obteniéndose de ella productos derivados de la leche como el queso y el yogurt. n También se puede producir en las células musculares, cuando hay falta de oxígeno.

Respiración aerobia de los ácidos grasos n Los ácidos grasos almacenan una gran cantidad de energía química en sus enlaces (son moléculas muy reducidas) n Esta energía se libera mediante un proceso de respiración aerobia que se inicia con su activación y continúa con la β-oxidación, que convierte a los ácidos grasos en moléculas de acetil-Co. A. Ácido graso n β-oxidación acetil-Co. A A partir de aquí el proceso oxidativo continúa mediante etapas similares a la respiración aerobia de la glucosa: ciclo de Krebs, cadena respiratoria y fosforilación oxidativa.

Anabolismo (metabolismo constructivo) n Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de otras biomoléculas más sencillas, para lo cual se necesita energía, proporcionada por los enlaces fosfato del ATP Anabolismo autótrofo Anabolismo fotosintético o fotosíntesis Paso de moléculas inorgánicas a orgánicas sencillas utilizando la energía luminosa Anabolismo quimiosintético o quimiosíntesis Paso de moléculas inorgánicas a orgánicas sencillas utilizando la energía procedente de reacciones de oxidación de compuestos inorgánicos Anabolismo Es la transformación de moléculas orgánicas sencillas en otras de heterótrofo mayor complejidad, como almidón, grasas, proteínas, … + + +

La fotosíntesis n Proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO 2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno: 6 CO 2 + 12 H 2 O + Energía luminosa n GLUCOSA + 6 O 2 + 6 H 2 O La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar materia viva.

La radiación luminosa: cuantos o fotones n Cuando absorben luz, pasan a un estado excitado: cambio en la distribución de los electrones tras recibir energía n Cuando esa molécula vuelve a su nivel inicial libera energía

Elementos de la fotosíntesis n Pigmentos: sustancias capaces de absorber luz. Se encuentran en las membranas de los tilacoides. La parte de la molécula encargada de absorber luz se llama cromóforo y absorbe sólo en una determinada longitud de onda ( ). ¨ Entre los pigmentos más importantes se encuentran: ¨ n n La clorofila: a, b, y bacterioclorofila La xantofila Los carotenoides Los fotosistemas: formado por la unión de moléculas de clorofila ¨ Constituido por dos partes: n n n Centro de reacción constituido por una molécula de clorofila capaz de excitarse y transferir electrones a un aceptor La antena, transfiere la energía que captan al centro de reacción. Existen dos tipos de fotosistemas: Fotosistema I (PSI) o P 700: punto de máxima absorción en 700 nm de longitud de onda. ¨ Fotosistema II (PSII) o P 680: punto de máxima absorción en 680 nm de longitud de onda. ¨

Etapas de la fotosíntesis Lugar donde ocurre Fase En la luminosa (fotoquímica membrana del tilacoide o dependiente de la luz) Fase oscura (ciclo de Calvin. Benson o independien te de la luz) Hechos que ocurren Sustratos que intervienen Productos que se obtienen Se capta la energía luminosa y se genera ATP y nucleótidos reducidos (NADPH + H+ ) H 2 O ADP P NADP+ O 2 ATP NADPH CO 2 Ribulosa (pentosa) ATP NADPH Cn. H 2 n. On ADP NADP+ Se emplea el ATP y los En el nucleótidos reducidos estroma de que se han obtenido en los la fase luminosa para cloroplastos sintetizar moléculas orgánicas

Fase luminosa de la fotosíntesis n Captación de luz por los fotosistemas n Fotólisis del agua: ruptura de una molécula de agua gracias a la energía procedente de la luz n Transporte electrónico n Síntesis de poder reductor NADPH n Síntesis de ATP o fotofosforilación

n La luz es recibida en el FSII (clorofila P 680): se oxida al liberar un electrón que asciende a un nivel superior de energía n El electrón va pasando a lo largo de una cadena transportadora de electrones y llega hasta el FSI. n En el descenso va liberando la energía que tenía en exceso ¨ Se utiliza para bombear H+ hasta el interior de los tilacoides ¨ Los H+ vuelven al estroma a través de la ATP-sintetasa y se originan moléculas de ATP.

n El fotosistema II se reduce al recibir electrones procedentes de la fotólisis del H 2 O. De este modo se puede mantener un flujo continuo de electrones desde el agua hacia el fotosistema II y de éste al fotosistema I. n La luz es recibida en el FSI (clorofila P 700): algún electrón adquiere un nivel energético superior y abandona la molécula n Es recogido por otro aceptor de electrones y pasa por una nueva cadena de transporte hasta llegar a una molécula de NADP+ que es reducida a NADPH.

Los dos fotosistemas pueden actuar conjuntamente o por separado: n Fotofosforilación acíclica: proceso conocido como esquema en Z, en él intervienen los dos fotosistemas y se obtiene: ¨ ¨ ¨ n ATP NADPH Oxígeno Fotofosforilación cíclica: cuando sólo actúa el FSI, en él se obtiene únicamente ATP, por lo que no se obtiene NADPH ni se libera oxígeno.

Muchos organismos procariotes solamente tienen el fotosistema I (más primitivo desde el punto de vista evolutivo) Existen dos tipos de fotosíntesis: n La fotosíntesis anoxigénica o bacteriana en la que no se produce oxígeno n La fotosíntesis oxigénica o vegetal, en la que se desprende oxígeno y que es la más habitual

n Fotofosforilación: flujo de electrones que proceden de los fotosistemas al excitarse por la acción de la luz y son conducidos a través de los diferentes aceptores hasta el NADP+, a la vez que hay un gradiente de protones cuya energía es utilizada para la síntesis de ATP

Fase oscura de la fotosíntesis Procesos que ocurren: Fijación del carbono a partir del CO 2 con gasto de ATP y NADPH Síntesis de compuestos orgánicos Ciclo de Calvin (ruta metabólica cíclica). Las moléculas de NADPH y ATP formados en la etapa anterior se usan para reducir moléculas de CO 2 y sintetizar glúcidos, aminoácidos y otras sustancias.

Rubisco (ribulosa 1 -5 -difosfato-carboxilasa-oxidasa), puede actuar como carboxilasa o como oxidasa, según la concentración de CO 2. ¨ Carboxilasa: fija el CO 2, junto a otra serie de enzimas ¨ Oxidasa: Si la concentración de CO 2 es baja, en una reacción en la que se consume O 2 y desprende CO 2. Al proceso se le conoce como fotorrespiración. Limita la eficacia de la fotosíntesis, pues el CO 2 y el O 2 compiten entre sí. n La fotorrespiración no debe confundirse con la respiración mitocondrial, la energía se pierde y no se produce ni ATP ni NADPH.

Balance de la síntesis de compuestos de carbono n n n Por cada CO 2 que se incorpora al ciclo de Calvin, se requieren 2 moléculas de NADPH y 3 de ATP; Para una glucosa (6 átomos de carbono) son necesarios 12 NADPH y 18 ATP. Para conseguir 12 moléculas de ATP se hidrolizan 12 moléculas de agua. Por cada molécula de agua hidrolizada se introducen 4 protones en el tilacoides, lo que hace un total de 48 protones. Por cada 3 protones que sale por la ATP-sintetasa se produce un ATP Por tanto, en total se producen 16 moléculas de ATP. Como se necesitan 18 para sintetizar una molécula de glucosa, los 2 ATP que faltan se deben producir mediante la fase luminosa cíclica

Fotosíntesis y evolución n Las primeras células: atmósfera sin oxígeno libre (sin capa de ozono). Éstos organismos obtenían la energía de procesos anaerobios, probablemente glucólisis y fermentación n Los organismos fotosintéticos fueron evolucionando lentamente consumiendo la abundancia de CO 2 presente en la atmósfera en esos momentos y expulsando oxígeno como producto residual. n Se pasó de un metabolismo anaerobio a uno predominantemente aerobio con lo cual, la atmósfera cada vez se enriquecería más en O 2, hasta el punto de poderse formar una capa de ozono, que favoreció aún más la evolución de los seres vivos protegiéndolos de los rayos ultravioleta. n Así pues existió una interacción constante entre la atmósfera y los primitivos seres vivos que propició la evolución interdependiente de ambos, que continúa en la actualidad.

Importancia biológica de la fotosíntesis Seguramente el proceso bioquímico más importante de la Biosfera: n Se sintetiza materia orgánica a partir inorgánica. Transferencia de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas. n Se produce la transformación de la energía luminosa en energía química n Se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia n Disminuye el dióxido de carbono (gas invernadero) n Causante del cambio producido en la atmósfera primitiva n Responsable de la energía almacenada en combustibles fósiles n Sin ella no sería posible el equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos Conclusión: la biodiversidad existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.

Factores que influyen en la fotosíntesis n Concentración de CO 2 n El rendimiento aumenta en relación directa con la concentración de CO 2 hasta llegar a un valor en el que se estabiliza.

Factores que influyen en la fotosíntesis n Temperatura Cada especie está adaptada a vivir en un intervalo de temperatura. Dentro de él, la eficacia del proceso aumenta con la temperatura, hasta llegar a una temperatura en la que se inicia la desnaturalización de los enzimas, y el rendimiento disminuye

Factores que influyen en la fotosíntesis n Intensidad luminosa n Cada especie está adaptada a vivir en un intervalo de intensidad de luz. Dentro de él, a mayor intensidad luminosa, mayor es el rendimiento, hasta superar ciertos límites, en los que se produce la fotooxidación irreversible de los pigmentos fotosintéticos.

Factores que influyen en la fotosíntesis n Concentración de O 2 n Cuando aumenta la concentración de O 2 disminuye el rendimiento, pues se produce la fotorrespiración. En estas condiciones la rubisco cataliza la oxidación de la ribulosa 1 -5 -difosfato. En este proceso se libera CO 2 y se consume ATP. n n Escasez de agua n Disminuye el rendimiento pues provoca que se cierre los estomas para evitar la transpiración, lo que dificulta la entrada de CO 2 y aumenta la concentración de O 2 interno, lo que hace que aumente la fotorrespiración.

Quimiosíntesis n Síntesis de materia a partir de sustancias inorgánicas utilizando como fuente de energía la energía química de enlace de otras sustancias inorgánicas n Los organismos que tienen este tipo de nutrición pueden asimilar el CO 2 del medio como fuente de carbono, con lo cual, se convierten en los únicos seres vivos capaces de vivir en ambientes carentes de materia orgánica y de luz.

Tipos de quimiosíntesis Bacterias quimiosintéticas del nitrógeno n Bacterias quimiosintéticas del azufre n Bacterias quimiosintéticas del hierro n

Bacterias quimiosintéticas del nitrógeno n Se distribuyen ampliamente por suelos y aguas. Dos tipos que se complementan y conjuntamente contribuyen a cerrar el ciclo del nitrógeno, por lo que comparten el mismo hábitat: B. Nitrosificantes: La fuente de energía necesaria para la fijación de carbono proviene de la oxidación del amonio a nitrito: 2 NH 4+ + 3 O 2 2 NO 2 - + 2 H 2 O+ Energía n B. Nitrificantes: Su fuente de energía proviene de la oxidación del nitrito a nitrato: 2 NO 2 - + O 2 2 NO 3 - + Energía n n Contribuyen a que los suelos sean ricos en nitratos, compuesto que las plantas pueden asimilar

Bacterias quimiosintéticas del azufre Bacterias sulfurosas o tiobacterias, dependiendo del sustrato que utilicen. n Las sulfurosas pueden utilizar azufre elemental (S) o sulfuro de hidrógeno (H 2 S) S 2 - +2 O 2 n SO 42 - + Energía Las tiobacterias utilizan el tiosulfato (S 2 O 3 2 -) S 2 O 3 2 - +H 2 O+ 2 O 2 SO 42 -+2 H++Energía Como el producto de la oxidación es el ácido sulfúrico, la acción de estas bacterias acidifica los suelos, lo cual es utilizado por el hombre para diversos fines

Bacterias quimiosintéticas del hierro n También llamadas ferrobacterias, utilizan como fuente de energía la oxidación del ión ferroso a férrico: 2 Fe 2+ + ½ O 2 + 2 H+ 2 Fe 3+ + H 2 O + Energía

Bacterias quimiosintéticas del hidrógeno n Utilizan la energía desprendida de la oxidación del H 2. 6 H 2 + 2 O 2 + CO 2 [CH 2 O] + 5 H 2 O + Energía Muchos de los compuestos reducidos que utilizan las bacterias son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas la transforman en sustancia minerales que pueden ser absorbidas por las plantas. Estas bacterias cierran, por tanto, los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta.