Processos Metabólicos: Fotossíntese e Quimiossíntese

Anabolismo

O anabolismo é a parte do metabolismo dedicada à construção de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas menores.

Fase Luminosa

Conjunto de reações dependentes de luz, cujo objetivo é a absorção de energia luminosa e sua transformação em energia química através da síntese de ATP e nucleotídeos de piridina reduzidos.

Hipótese Quimiosmótica

A síntese de ATP no cloroplasto é explicada pela hipótese quimiosmótica de Mitchell, de forma semelhante à mitocôndria. A cadeia de transporte de elétrons na membrana tilacoide produz o bombeamento de prótons do estroma para o espaço tilacoide no complexo citocromo b6f, gerando um gradiente eletroquímico. O fluxo de prótons a favor do gradiente, através da enzima ATP sintase, ativa a síntese de ATP a partir de ADP e fosfato. Os elétrons são usados para reduzir NADP+ a NADPH.

Fase Escura (Ciclo de Calvin)

Ocorre no estroma dos cloroplastos e é independente da luz. Sua meta é a redução de CO2 em substâncias orgânicas, principalmente glicose, utilizando a energia química (ATP e NADPH) obtida na fase luminosa.

Etapas da Fixação de CO2:

• Carboxilativa: O CO2 liga-se à ribulose-1,5-difosfato (5C), formando um composto instável de 6C que se divide em duas moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA).
• Redutiva: O ácido 3-fosfoglicérico é reduzido a gliceraldeído-3-fosfato (PGAL) utilizando ATP e NADPH.
• Regenerativa/Sintética: Parte das moléculas de PGAL regenera a ribulose-1,5-difosfato, enquanto outra parte é utilizada para sintetizar glicose, ácidos graxos e aminoácidos.

A enzima Rubisco é fundamental neste processo. Em baixas concentrações de CO2, ela pode atuar como oxidase, iniciando a fotorrespiração, um processo que consome energia e reduz o rendimento da fotossíntese.

Gliconeogênese

Processo de síntese de glicose a partir de substratos como piruvato, lactato, aminoácidos e glicerol. Ocorre principalmente no citosol.

Classificação Metabólica dos Organismos

• Fotossintéticos: Constroem estruturas a partir de materiais inorgânicos usando a luz.
• Quimiossintéticos: Obtêm energia através da oxidação de moléculas inorgânicas.
• Anaeróbios: Utilizam aceptores de elétrons diferentes do oxigênio.
• Aeróbios: Utilizam oxigênio molecular como aceptor final de elétrons.

Quimiossíntese

É a síntese de ATP a partir da energia liberada na oxidação de substâncias inorgânicas (como NH3, H2S ou ferro). Realizada por bactérias quimioautotróficas, este processo é essencial para os ciclos biogeoquímicos.

Tipos de Bactérias Quimiossintéticas

• Bactérias do Enxofre: Oxidam compostos de enxofre.
• Bactérias do Nitrogênio: Incluem as nitrosificantes (amônia a nitrito) e nitrificantes (nitrito a nitrato).
• Bactérias do Ferro: Oxidam ferro ferroso para compostos férricos.
• Hidrogenobactérias: Utilizam hidrogênio molecular.