Vías C4 y CAM

Visión general

Algunas plantas, como la caña de azúcar y el maíz, que crecen en condiciones de calor, utilizan un proceso alternativo llamado vía C₄ para fijar el carbono. El ciclo comienza con CO₂ de la atmósfera que entra en las células mesofílicas donde se utiliza para generar oxaloacetato, una molécula de cuatro carbonos, a partir de fosfoenolpiridovato (PEP). El oxaloacetato se convierte en malato y se transporta a las células de la vaina del haz, donde la concentración de oxígeno es baja. Allí, el CO₂ se libera del malato y entra en el Ciclo Calvin donde se convierte en azúcares. La vía CAM se lleva a cabo en plantas como cactus que también necesitan conservar el agua durante el día. Las plantas CAM dejan CO ₂ en las hojas por la noche y producen malato que se almacena en vacuolas hasta el día siguiente. El malato se libera de las vacuolas y se procesa en el Ciclo Calvin. La vía C₄ separa los diferentes procesos localmente, mientras que la vía CAM los separa cronológicamente.

El camino C₄

Algunas plantas, como el maíz y la caña de azúcar, han desarrollado formas alternativas de fijar el carbono que ayudan a evitar la pérdida de agua en ambientes secos y calientes.Uno de estos métodos es la vía C4. En el primer paso, el CO ₂ entra en las células de la mesofila, y la enzima fosfoenolpilavato (PEP) carboxilasa lo agrega al PEP compuesto de 3 carbono para formar el compuesto de 4 carbonos oxaloacetato. El oxaloacetato se convierte en un ácido orgánico llamado malato.

Posteriormente, el malato se transporta a las células de la vaina del haz en las profundidades de la hoja donde la concentración de oxígeno es baja. El malato se descompone, liberando una molécula de CO₂ que luego entra en el Ciclo Calvin donde la enzima rubisco lo convierte en azúcar. La vía C₄ ofrece una ventaja en condiciones calientes y áridas, ya que las plantas cerrarán sus estomas para conservar el agua. Como resultado, pueden mantener la concentración de oxígeno baja y por lo tanto favorecer la unión de CO₂, a rubisco en lugar de O₂. Cuando la concentración de oxígeno es mayor, el rubisco une O₂ en lugar de CO₂—un proceso llamado fotorrespiración— que detendría la fotosíntesis y consumiría energía.

La ruta CAM

Otras plantas, como los cactus y la piña, utilizan la vía del metabolismo del ácido crassulaceano (CAM) para fijar el carbono. Las plantas CAM abren principalmente sus estomas por la noche para evitar la pérdida de agua durante el día caluroso.Por la noche, el CO₂ entra en las células mesofílicas, donde se combina con PEP para formar oxaloacetato y eventualmente malato. El malato se almacena en vacuolas hasta el día siguiente cuando se libera de las vacuolas y entra en el Ciclo Calvin. Las primeras etapas de la fotosíntesis proceden durante el día, ya que dependen de la luz, mientras que las reacciones independientes de la luz del ciclo de Calvin tienen lugar durante la noche. De esta manera, las plantas CAM separan la fijación de CO₂ y la síntesis de azúcar mediante el uso de diferentes horas del día