Asymilacja węgla

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Asymilacja węglaasymilacja nieorganicznych postaci węgla przeprowadzany przez autotrofy. Najczęściej jest efektem zachodzenia fotosyntezy, podczas której CO2 jest włączany w związki organiczne.

Najczęściej występującym szlakiem metabolicznym, podczas którego dochodzi do asymilacji węgla jest cykl Calvina.

U roślin i protistów o podobnej biochemii wyróżnia się trzy sposoby asymilacji węgla:

  • Rośliny C3 – asymilują węgiel wyłącznie w cyklu Calvina poprzez przyłączanie CO2 do związków organicznych i poprzez związki pośrednie wytwarzają trójwęglowe węglowodany. Większość roślin strefy klimatu umiarkowanego to rośliny C3.
  • Rośliny C4 – poprzedzają włączenie węgla w cyklu Calvina wytworzeniem z pobieranego dwutlenku węgla w związki czterowęglowe – jabłczan i asparaginian. Rośliny C4 posiadają charakterystyczną budowę anatomiczną liści. Fotosynteza C4 została stwierdzona głownie u roślin rosnących w klimacie gorącym, w regionach o intensywnym nasłonecznieniu. Tropikalne trawy, taki jak trzcina cukru i kukurydza to C4 rośliny. Fotosynteza C4 występuje także u roślin spotykanych w klimacie umiarkowanym.
  • Rośliny CAM – przeprowadzają fotosyntezę CAM, która jest przejawem adaptacji do ograniczonej dostępności wody. CO2 przedostaje się do komórek poprzez otwarte aparaty szparkowe głównie w nocy. W komórkach Służy do wytworzenia kwasy jabłkowego. Dopiero w dzień kwas jabłkowy jest rozkładany, a CO2 włączany w związki organiczne w cyklu Calvina. Rośliny CAM to głównie gruboszowate i kaktusowate rosnące na pustyniach i półpustyniach[1].

Oprócz cyklu Calvina, węgiel może być asymilowany w szlakach metabolicznych występujących u autotroficznych prokariotów:

  • Odwrotny cykl Krebsa (nazywany także odwrotnym cyklem kwasów trójkarboksylowych, odwrotnym cyklem kwasu cytrynowego lub odwrotnym cyklem TCA) – reakcja zachodzące w tym szlaku metabolicznym są zasadniczo odwróceniem reakcji zachodzących w cyklu kwasu cytrynowego. Odwrotny cykl Krebsa jest drogą asymilacji węgla u fotolitotroficznych eubakterii Chlorobiales i niektórych chemolitotroficznych bakterii redukujących siarczany[2].
  • Redukcyjny szlak acetylo-CoA – został wykryty u metanogennych archebakterii i u acetogennych i redukujących siarkę eubakterii. U tych organizmów jest sposobem asymilacji węgla i wytwarzania związków organicznych z CO2[3].
  • Cykl hydroksypropionowy – został wykryty u fotolitotroficznych eubakterii z rodzaju Chloroflexus, a jego zmodyfikowana wersja u chemolitotroficznych archebakterii. Umożliwia wymienionym organizmom przeprowadzającym chemosyntezę wytwarzanie związków organicznych z CO2[4].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Strzałka Kazimierz: Fotosynteza i chemosynteza W: Fizjologia roślin (red. Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 272-330. ISBN 8301137533.
  2. BB. Buchanan, DI. Arnon, BB. Buchanan. A reverse KREBS cycle in photosynthesis: consensus at last.. „Photosynth Res”. 24, s. 47-53, 1990. PMID 11540925. 
  3. SW. Ragsdale. Enzymology of the acetyl-CoA pathway of CO2 fixation.. „Crit Rev Biochem Mol Biol”. 26 (3-4), s. 261-300, 1991. doi:10.3109/10409239109114070. PMID 1935170. 
  4. M. Hügler, G. Fuchs. Assaying for the 3-hydroxypropionate cycle of carbon fixation.. „Methods Enzymol”. 397, s. 212-21, 2005. doi:10.1016/S0076-6879(05)97012-2. PMID 16260293.