Ciclo Del Carbono microbiologia unprg

7/24/2019 Ciclo Del Carbono microbiologia unprg

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CICLO DEL CARBONO

El ciclo del carbono son las transformaciones qumicas de compuestos quecontienen carbonoen los intercambios entre biosfera, atmosfera, hidrosfera ylitosfera. Se inicia cuando las plantas o algas toman el dixido de carbono(CO! ylo utili"an para producir glucosa a tra#$s de la fotosntesis. Es un ciclo de granimportancia para la super#i#encia de los seres #i#os en nuestro planeta, debido aque de $l depende la produccin de materia org%nica que es el alimento b%sico yfundamental de todo ser #i#o. &os conocimientos sobre esta circulacin decarbono posibilitan apreciar la inter#encin humana en el climay sus efectos sobreel cambio clim%tico.El carbono es un componente esencial para los #egetales y animales. El carbono

(C! es el cuarto elemento m%s abundante en el 'ni#erso, despu$s del hidrgeno,el helio y el oxgeno (O!. Es el pilar de la #ida que conocemos. Existenb%sicamente dos formas de carbono org%nica (presente en los organismos #i#os ymuertos, y en los descompuestos! y otra inorg%nica, presente en las rocas.)nter#iene en la fotosntesisba*o la forma de CO (dixido de carbono! ode +CO (%cido carbnico!, tal como se encuentran en la atmsfera. -orma partede compuestos como la glucosa, carbohidrato fundamental para la reali"acin deprocesos como la respiracin y la alimentacin de los seres #i#os, y del cual sederi#an sucesi#amente la mayora de los dem%s alimentos.&a reser#a fundamental de carbono, en mol$culas de COque los seres #i#os

puedan asimilar, es la atmsferay la hidrosfera. Este gas est% en la atmsfera enuna concentracin de menos del ,/ y cada a0o aproximadamente un 1/ deestas reser#as de COse consumen en los procesos de fotosntesis, es decir quetodo el anhdrido carbnico se renue#a en la atmsfera cada 2 a0os.&a #uelta de COa la atmsfera se hace cuando en la respiracin, los seres#i#os oxidanlos alimentosproduciendo CO. En el con*unto de la biosferala mayorparte de la respiracin la hacen las races de las plantasy los organismos delsuelo y no, como podra parecer, los animales m%s #isibles. Sin embargo, hay quetener en cuenta que los #egetales son productores netos de oxgeno libre yconsumidores netos de CO. Ello explica la ba*a proporcin en #olumen deCO(menos del , / en #olumen! y la mayor proporcin de oxgeno (2 /! enla atmsfera lo cual era completamente a la in#ersa en la era a"oica, cuando los#egetales no existan.&os productos finales de la combustinson COy #apor de agua. El proceso de lafotosntesis por parte de los #egetales facilit la #ida tanto de los #egetales comode los animales.
https://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttps://es.wikipedia.org/wiki/Litosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://www.ciclodelcarbono.com/influencia_humana_en_el_ciclo_del_carbonohttps://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesishttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttps://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carb%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Glucosahttps://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidrosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesishttps://es.wikipedia.org/wiki/Respiraci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Alimentohttps://es.wikipedia.org/wiki/Biosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Plantahttps://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Litosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://www.ciclodelcarbono.com/influencia_humana_en_el_ciclo_del_carbonohttps://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesishttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttps://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carb%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Glucosahttps://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidrosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesishttps://es.wikipedia.org/wiki/Respiraci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Alimentohttps://es.wikipedia.org/wiki/Biosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Plantahttps://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Carbono


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&os #egetales #erdes que contienen clorofilatoman el COdel aire y durante lafotosntesis liberan oxgeno, adem%s producen el material nutriti#o indispensablepara los seres #i#os. Como todas las plantas #erdes de la tierra e*ecutan esemismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad deCOempleada en la fotosntesis.

En la medida que el COes consumido por las plantas, tambi$n es reempla"adopor medio de la respiracin de los seres #i#os, por la descomposicindela materia org%nicay como producto final de combustindel petrleo, hulla, gasolina, etc.En el ciclo del carbono participan los seres #i#os y muchos fenmenos naturalescomo los incendios. &os seres #i#os acu%ticos toman el CO del agua.Suele considerarse que este ciclo est% constituido por cuatro reser#oriosprincipales de carbono interconectados por rutas de intercambio. &os reser#oriosson la atmsfera, la biosfera terrestre (que, por lo general, incluye sistemas de

agua dulce y material org%nico no #i#o, como el carbono del suelo!, los oc$anos(que incluyen el carbono inorg%nico disuelto, los organismos martimos y lamateria no #i#a!, y los sedimentos (que incluyen los combustibles fsiles!. &osmo#imientos anuales de carbono entre reser#orios ocurren debido a #ariosprocesos qumicos, fsicos, geolgicos y biolgicos. El oc$ano contiene el fondoacti#o m%s grande de carbono cerca de la superficie de la 3ierra, pero la parte deloc$ano profundo no se intercambia r%pidamente con la atmsfera.El balance global es el equilibrio entre intercambios (ingresos y p$rdidas! decarbono entre los reser#orios o entre una ruta del ciclo especfica (por e*emplo,atmsfera 4 biosfera!. 'n examen del balance de carbono de un fondo o reser#orio

puede proporcionar informacin sobre si funcionan como una fuente o un almac$npara el dixido de carbono.En el planeta 3ierra, el carbono circula a tra#$s de los oc$anos, de la atmsfera yde la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo biogeoqumico. Este ciclopuede ser di#idido en dos el ciclo lento o geolgico y el ciclo r%pido o biolgico.
https://es.wikipedia.org/wiki/Clorofilahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Descomposici%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Materia_org%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hullahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttps://es.wikipedia.org/wiki/Clorofilahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Descomposici%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Materia_org%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hullahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina


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TIPOS DE CICLOS

Ciclo biolgico

Comprende los intercambios de carbono (CO! entre los seres #i#osy

la atmsfera,es decir, la fotosntesis, proceso mediante el cual el carbono quedaretenido en las plantasy la respiracinque lo de#uel#e a la atmsfera. Este cicloes relati#amente r%pido, estim%ndose que la reno#acin del carbono atmosf$ricose produce cada a0os.En ausencia de la influencia antropog$nica (causada por el hombre!, en el ciclobiolgico existen tres depsitos o 5stoc6s7 terrestre ( 8t!, atmsfera (91 8t!y oc$anos (: 8t!. Este ciclo desempe0a un papel importante en los flu*os decarbono entre los di#ersos depsitos, a tra#$s de los procesos de fotosntesis yrespiracin. ;ediante la fotosntesis, las plantas absorben la energa solar y elCO de la atmsfera, produciendo oxgeno e hidratos de carbono (a"


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&as ecuaciones qumicas que rigen estos dos procesos son

Fotosntesis: 6CO2 + 6H2 + energa (luz solar) -> C6H12O6 + 6O2

Resiracin: C6H12O6 (!ateria org"nica) + 6O2 -> 6CO2 + 6H2 + energa

Es posible #erificar que el mayor cambio entre el depsito terrestre y elatmosf$rico resulta de los procesos de fotosntesis y respiracin. &os das deprima#era y #erano, las plantas absorben lu" solar y CO de la atmsfera y,paralelamente, los animales, plantas y microbios, a tra#$s de la respiracin,de#uel#en el CO. Cuando la temperatura o la humedad es mucho m%s ba*a, pore*emplo en in#ierno o en los desiertos, la fotosntesis y la respiracin se reduce ocesa, as como el flu*o de carbono entre la superficie terrestre y la atmsfera.>ebido a la declinacin de la 3ierra y a la desigual distribucin de la #egetacin enlos hemisferios, existe una flotacin a lo largo del a0o que es #isible en losdi#ersos gr%ficos de #ariacin de concentracin anual del CO, como por e*emplo

en la cur#a de ?eeling. En 2@1A, el cientfico Charles >a#id ?eeling (oceangrafodel Scripps )nstitute of Oceanography!, puso en marcha una serie de experienciasen el monte ;auna &oa, +aBaii, que le permitieron medir, con bastante precisin,la concentracin de CO en la atmsfera.

pesar de que el reser#orio atmosf$rico de carbono es el menor de los tres (concerca de 91 8t de carbono!, este depsito determina la concentracin de CO enla atmsfera, cuya concentracin puede influenciar el clima terrestre. dem%s, losflu*os anuales entre la reser#a atmosf$rica y las otras dos reser#as (oc$anos yterrestre! son muy sensibles a los cambios.&os oc$anos representan el mayor depsito de los tres, cincuenta #eces mayor

que la re#ersa atmosf$rica. Existen traspasos entre estos dos depsitos a tra#$sde procesos qumicos que establecen un equilibrio entre las capas superficiales delos oc$anos y las concentraciones en el aire superficial. &a cantidad de CO queel oc$ano absorbe depende de la temperatura del mismo y de la concentracin yapresente. 3emperaturas ba*as de la superficie del oc$ano potencian una mayorabsorcin del CO atmosf$rico, mientras que temperaturas m%s c%lidas puedencausar la emisin de CO.&os flu*os, sin interferencias antropog$nicas, son aproximadamente equi#alentes,con una lenta #ariacin a escala geolgica. &a #ida en los oc$anos consume

grandes cantidades de CO, pero el ciclo entre la fotosntesis y la respiracin sedesarrolla mucho m%s r%pidamente. El fitoplancton es consumido por el"ooplancton en slo algunos das, y slo peque0as cantidades de carbono sonacumuladas en el fondo del mar, cuando las conchas del "ooplancton, compuestasde carbonato de calcio, se depositan en el fondo tras su muerte. >espu$s de unlargo periodo de tiempo, este efecto representa una significati#a remocin decarbono de la atmsfera.


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Otro proceso intermedio del ciclo biolgico que pro#oca remocin de carbono de laatmsfera, ocurre cuando la fotosntesis excede la respiracin y, lentamente, lamateria org%nica forma depsitos de sedimentos que, en ausencia de oxgeno y alo largo de millones de a0os, se transforman en combustibles fsiles.

&os incendios (naturales! son un otro elemento del ciclo r%pido que a0aden CO ala atmsfera al consumir la biomasa y materia org%nica, y al pro#ocar la muerte deplantas que acaban por descomponerse y formar tambi$n CO.

Ciclo Diogeoqumico

egula la transferencia de carbono entre la hidrosfera, la atmsferayla litosfera(oc$anos y suelo!. El CO atmosf$rico se disuel#e con facilidad enagua, formando %cido carbnicoque ataca los silicatosque constituyen las rocas,resultando ionesde bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcan"an el mar,

son asimilados por los animales para formar sus te*idos, y tras su muerte sedepositan en los sedimentos en forma de carbonatos. El retorno a la atmsfera seproduce en las erupciones #olc%nicastras la fusin de las rocas que lo contienen.Este


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mayo de 2@@ y suscrito en la cumbre de o (o de =aneiro, 22 de *unio de2@@!.

CARBONO EN LA ATMSFERA

El carbono existe en la atmsfera de la 3ierraprincipalmente en forma de gas dixido decarbono (CO!. Enla atmsfera hay 91gigatoneladas decarbono. &aconcentracin deCO es de A2 mlImJ,que corresponde a

una cantidad deaproximadamente Agigatoneladas decarbono. Esaproximadamente el ,2/ del carbono total global. Kor tanto, la atmsfera es elalmac$n de carbono m%s peque0o, y reacciona de forma m%s sensible a loscambios. Kor el contrario, la atmsfera tiene el mayor porcenta*e de circulacin decarbono a causa de procesos bioqumicos.

unque es una parte muy peque0a de la atmsfera (aproximadamente el .:/en una base molar, pero est% ele#%ndose!, desempe0a un papel importante en el

sustento de la #ida. Otros gases que contienen carbono en la atmsfera son elmetano y los clorofluorocarbonos (completamente antropog$nicos!. &aconcentracin atmosf$rica total de estos gases de in#ernadero ha estadoaumentando en d$cadas recientes, contribuyendo al calentamiento global.

El carbono es tomado de la atmsfera de #arios modos

L Cuando el sol brilla, las plantas reali"an la fotosntesis para con#ertir dixido decarbono en carbohidratos, liberando oxgeno en el proceso. Este proceso es m%sprolfico en bosques relati#amente nue#os, donde el crecimiento del %rbol es

toda#a r%pido.L En la superficie de los oc$anos, cerca de los polos, el agua del mar act


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duras como conchas y capara"ones. Mstos compuestos son, respecti#amente,oxidados (bomba de te*idos! y disueltos de nue#o (bomba de carbonato! enni#eles medios del oc$ano inferiores a donde se formaron, causando un flu*o haciaaba*o del carbono.L &a erosin de roca de silicato. El %cido carbnico reacciona con la roca

erosionada para producir iones de bicarbonato. &os iones de bicarbonatoproducidos son transportados al oc$ano, donde se usan para hacer carbonatosmarinos. diferencia del CO disuelto en equilibrio o en los te*idos muertos, laerosin no mue#e el carbono a un reser#orio del cual pueda #ol#er f%cilmente a laatmsfera.

El carbono puede ser liberado a la atmsfera de muchos modos diferentes

L Kor la respiracin reali"ada por plantas y animales.Esta es una reaccin exot$rmica e implica

la ruptura de glucosa (u otras mol$culasorg%nicas! en dixido decarbono y agua.L Kor te*idos muertos deanimales y #egetales. &os hongos y lasbacterias di#iden los compuestos decarbono de los animales muertosy las plantas, y con#ierten el carbono adixido de carbono si hay oxgenopresente, o bien a metano si no lo hay.

L Kor la combustin de material org%nico, que oxida el carbono que contiene,produciendo dixido de carbono (y otros productos, como #apor de agua!.Nuemando combustibles fsiles como carbn, productos del petrleo y gasnatural, se libera el carbono que ha sido almacenado en la geosfera durantemillones de a0os.L Kroduccin de cemento.El dixido de carbono selibera cuando la piedracali"a (carbonato de calcio!se calienta para producir lacal (xido de calcio!, uncomponente del cemento.L En la superficie de losoc$anos, donde el agua esm%s c%lida, el dixido de carbono disuelto se libera de #uelta a la atmsferaL &as erupciones #olc%nicas y el metamorfismo liberan gases en la atmsfera. &osgases #olc%nicos son, principalmente, #apor de agua, dixido de carbono y dixido


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de a"ufre. El dixido de carbono liberado es aproximadamente igual a la cantidadde silicato eliminada por erosinF ambos procesos, que son el re#erso qumico unode otro, suman casi cero, y no afectan al ni#el de dixido de carbono atmosf$ricoen escalas de tiempo menores de unos 2. a0os.L ;%s excepcionalmente, el carbono puede pro#enir del impacto de un meteorito

importante sobre la 3ierra. Seg


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Vocanes

&as erupciones #olc%nicas producenemisiones slidas y gaseosas queincluyen CO.

Di!"sin !"era #e os oc$anos

El CO disuelto es liberado al aire desdelos oc$anos. Como se explicanteriormente, esto es parte de unproceso de dos #as en el que elCOtambi$n es absorbido por los oc$anos. ctualmente hay m%s COabsorbidoque liberado. &os oc$anos son un sumidero neto de CO.

In%er&enciones '"manas

lgunas acti#idades humanas afectan la cantidad de CO que fluye hacia y fuerade la atmsfera la produccin de cemento, las plantas de energa que quemancombustibles fsiles, los autom#iles y la deforestacin. &a imagen describe unasituacin hipot$tica en la que el flu*o neto de CO hacia y fuera de la atmsfera escero. Es decir, los flu*os est%n equilibrados y no hay aumento o disminucin netosen el CO atmosf$rico.>ebes hacer clic en la imagen para #er una animacin que te permitir% modificar elequilibrio.&as acti#idades humanas influyen en el flu*o de CO hacia y fuera de la atmsfera.En los


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>urante siglos, la gentequem bosques paradesmontar tierras paradestinarlas a la agricultura.Esto afecta al equilibrio del

CO de dos formas. Krimero,la combustin libera CO enla atmsfera. Segundo, sereduce la cantidad de %rbolesque pueden eliminar COmediante la fotosntesis. Es#erdad que la tierra culti#able tambi$n es un sumidero de CO, pero no tan efica"como los bosques.3ambi$n hay una importante deforestacin como resultado del corte de %rboles

para obtener madera. Esto no agrega CO a la atmsfera porque los %rboles noson quemados, pero se reduce el sumidero de COproporcionado por la cubiertaboscosa.

Reacin C)N&a relacin CIG describe la relacin de peso de carbono org%nico y nitrgeno enun material org%nico. &os microorganismos, como todos los organismos #i#os,necesitan carbono y relati#amente poco nitrgeno para #i#ir. Si reciben esos

elementos en una relacin correcta, se reproducen r%pidamente yconsecuentemente, la descomposicin de la materia org%nica tambi$n se acelera.&a relacin CIG ptima durante el inicio del proceso del composta*e de residuos,es de 1 hasta 1. Si la relacin es m%s alta, la descomposicin es m%s lenta. Sila relacin es P durante el composta*e, se podra producir amoniaco gaseoso, locual no solamente da0a al medio ambiente sino tambi$n empeora la calidad delcompost. 3eniendo materia prima con una relacin CIG Q se puede a0adirnitrgeno (por e*emplo en forma de esti$rcol lquido, urea, lodo de depuradora!para acelerar la descomposicin. El compost maduro debera tener una relacinCIG P. El compost es me*or abono, cuando lle#a m%s porcenta*e de nitrgeno.

METABOLISMO DE COMPUESTOS ESTRUCTURALES Y DE RESERVA

Metabolismo.


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Cada #e" que comes algo ya sea desde un peque0o bocadillo o un gran plato decomida, tu cuerpo tiene que traba*ar duro para poder transformar el alimento quehas ingerido en compuestos b%sicos asimilables para poder funcionar y crecer. 3ucuerpo obtiene la energa que necesita de los alimentos a tra#$s de este proceso,denominado metabolismo.

El metabolismo se di#ide en dos procesos, el anabolismo y el catabolismo Anabolismo.-Es el con*unto de procesos metablicos por el cual se sinteti"an

compuestos celulares a partir de compuestos m%s simples (inorg%nicos uorg%nicos!, tambi$n denominada biosntesis. Kara poder hacer desarrollar elanabolismo se necesita 3K (energa! por eso se dice que es un procesoendergnico y de poder reductor, la contrario del anabolismo.&os seres #i#os utili"an estas reacciones para formar, por e*emplo, protenas apartir de amino%cidos. ;ediante los procesos anablicos se crean lasmol$culas necesarias para formar nue#as c$lulas.

Catabolismo.- Es el con*unto de procesos metablicos los cuales lasmol$culas org%nicas se mas o menos comple*as que proceden del medioexterno o de un almacenamiento interno, se rompen o degradan total oparcialmente para obtener mol$culas m%s sencillas org%nicas o inorg%nicas yliberando energa en forma de 3K (proceso exergnico!. Esta energa ser%utili"ada por el organismo para reali"ar sus acti#idades #itales.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS.

Se define como metabolismo de los carbohidratos a los procesos bioqumicos deformacin, ruptura y con#ersin de los carbohidratos en los organismos #i#os. &os


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carbohidratos son las principales mol$culas destinadas al aporte de energa,gracias a su f%cil metabolismo.El carbohidrato m%s comesde el glicerol

El proceso empie"a cuando el glicerol(que #iene desde el proceso delipolisis! se fosforila para obtener asel glicerol fosfato. Este proceso es catali"ado por la en"ima 8licerol Nuinasa, elglicerol fosfato se con#ierte en dihidroxiacetona fosfato (producto que tambi$nparticipa en la ruta anterior!, este proceso es catali"ado por la glicerol fosfatoxido4reductasa, la dihidroxiacetona fosfato se con#ierte en fructuosa 2, bisfofato,$sta pasa a glucosa fosfato por otra en"ima (recordemos que este proceso esregulado por lo tanto tendra que regresar por una en"ima m%s especfica paraeste sustrato!, la glucosa fosfato se con#ierte en glucosa por medio de la

8lucosa -osfatasa y as puede ser liberada a sangre en te*idos hipoglucemiascomo el hgado

>esde amino%cidos


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El mecanismo empie"a cuando los %cidos grasos mediante el proceso delipidolsis se degradan hasta propionato, luego $ste mediante una serie dereaccin, ingresa al ciclo de ?rebs, mediante la mol$cula de Succinil S Coa(coen"ima ! y luego pasa a fumarato, luego malato y es ah en donde se produceun peque0o incon#eniente, debido a que la membrana de la mitocondria no es

permeable para malato. >ebido a esto es que se tendra como respuesta a lapregunta de por qu$ est%n difcil ba*ar de peso, al no ser permeable a malato lac$lula tiene que ingeni%rsela para sacar esta mol$cula es as que la saca ba*o laforma de oxal acetato en donde se produce las reaccin anteriores hasta llegar aglucosa.

>esde &%ctico

El despla"amiento de las mol$culas de lactato y piru#ato (en condiciones derequerimiento de energa! esta hacia piru#ato esto es reali"ado por la en"ima

lactato dehidrogenasa, desde pirR, el ;alato#uel#e a Oxal acetato pero fuera de &a mitocondria (debido a lo explicadoanteriormente, de que el ;alato no es permeable en mitocondria!, mediante lamalato deshidrogenasa tipo b, este pasa a -osfo enol piru#ato mediante la -osfoenol Kiru#ato carboxi quinanasa, para empe"ar nue#amente el proceso de8luconeog$nesis.

LUC%LISIS

Es la #a metablica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtenerenerga para la c$lula. Consiste en 2 reacciones en"im%ticas consecuti#as quecon#ierten a la glucosa en dos mol$culas de piru#ato, el cual es capa" de seguirotras #as metablicas y as continuar entregando energa al organismo.

El tipo de gluclisis m%s com


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&a generacin de mol$culas de alta energa (3Ky G>+! como fuente deenerga celular en procesos de respiracin aerbica(presencia de oxgeno!yfermentacin(ausencia de oxgeno!.

&a generacin de piru#atoque pasar% al ciclo de ?rebs, como parte de la

respiracin aerbica.

&a produccin de intermediarios de y carbonos que pueden serutili"ados en otros procesos celulares.

* ETAPAS DE LA LUC%LISIS

Se di#ide en dos partes principales y die" reacciones en"im%ticas, que sedescriben a continuacin.

&ase (e #asto (e ene)#*a +ATP, -osforilacin de la glucosa para acti#arla y as poder utili"arla en otros procesocuando sea necesario. Esta acti#acin se da gracias a una en"ima hexoquinasa,la cual puede tambien fosforilar a mol$culas similares a la glucosa como lamanosa y la fructosa, #uel#e a la glucosa en un metabolito m%s reacti#o y puedepasar f%cilmente la membrana de la c$lula.

/ )someri"acin de la 8lucosa fosfato que se transforma en -ructosa fosfato,es un proceso muy importante porque aqu se define la geometra molecular queinfluir% mucho en los siguientes pasos. En"ima que act


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Esta etapa consiste en oxidar el gliceraldehdo44fosfato utili"ando G>R paraa0adir un ion fosfato a la mol$cula, la cual es reali"ada por la en"imagliceraldehdo44fosfato deshidrogenasa.

9 En este paso, la en"ima fosfoglicerato quinasa transfiere el grupo fosfato de

2,4bisfosfoglicerato a una mol$cula de >K, generando as la primera mol$culade 3K de la #a. &a en"ima que actua es la -osfoglicerato quinasa.

A Se isomeri"a el 4fosfoglicerato dando 4 fosfoglicerato, la en"ima que act


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mol$cula de glucosa. Si se compara este balance con el de la respiracin celularse #er% que se generan A mol$culas de 3K.

&e)menta"i5n L;"ti"a.

&a fermentacin l%ctica es una ruta metablica anaerbica que ocurre en el citosolde la c$lula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energa ydonde el producto de desecho es el %cido l%ctico.

Este proceso lo reali"an muchos tipos de bacterias (llamadas bacterias l%cticas!,hongos, algunos proto"oos y muchos te*idos animalesF en efecto, la fermentacinl%ctica tambi$n se #erifica en el te*ido muscular cuando, a causa de una intensaacti#idad motora, no se produce una aportacin adecuada de oxgeno que permita

el desarrollo de la respiracin aerbica. Cuando el %cido l%ctico se acumula en lasc$lulas musculares produce sntomas asociados con la fatiga muscular. lgunasc$lulas, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se #enobligadas a obtener energa por medio de la fermentacin l%cticaF por el contrario,el par$nquima muere r%pidamente ya que no fermenta, y su


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es una ruta metablica, es decir, una sucesin de reacciones qumicas, que formaparte de la respiracin celular en todas las c$lulas aerbicas. En c$lulaseucariotas se reali"a en la matri" mitocondrial. En las procariotas, el ciclo de ?rebsse reali"a en el citoplasma

En organismos aerbicos, el ciclo de ?rebs es parte de la #a catablica quereali"a la oxidacin de gl+ equi#alente y dos

3K por ->+!. En eucariotas, se generan dos equi#alentes de G>+ en lagluclisis, que se produce en el citoplasma. El transporte de estos dosequi#alentes en la mitocondria consume dos equi#alentes de 3K, reduciendo deeste modo la produccin neta de 3K a treinta y seis. dem%s, las ineficiencias enla fosforilacin oxidati#a debido a la fuga de protones a tra#$s de la membrana

mitocondrial y el desli"amiento de la 3K sintasaIbomba de protones normalmentereduce la produccin de 3K a partir de G>+ y ->+ por deba*o delrendimiento m%ximo terico. &os rendimientos obser#ados son, por lo tanto, m%scercanos a T ,1 3K por G>+ y T 2,1 3K por ->+, reduciendo a


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METABOLISMO DE L


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&a &ipog$nesis se regula en el paso de cetil4Co carboxilasa por modificadoresalost$ricos, modificacin co#alente e induccin y represin de la sntesisen"im%tica. El citrato acti#a la en"imaF la acil4Co de cadena larga inhibe suacti#idad. corto pla"o, la insulina acti#a la cetil4Co carboxilasa pordesfosforilacin de residuo de histidina en el extremo G terminal de la cadena. El

glucagn y la adrenalina tienen acciones opuestas a la insulina.

El alargamiento de la cadena de los %cidos grasos tiene lugar en el retculoendoplasm%tico, catali"ada por el sistema en"im%tico de la elongasa microsmica.

A"ti>a"i5n (e ?"i(os )asos.- Como los %cidos grasos no son mol$culas muyreacti#as, para ser metaboli"ados se acti#an mediante la unin de coen"ima queproduce la forma acti#ada acil graso4Co (o acil4Co!. Este proceso est%catali"ado por acil4Co sintetasas del retculo endopl%smico o de la membranamitocondrial externa de las que existen distintas formas con diferencias en su

especificidad.&a acil4Co sintetasa para %cidos grasos de cadena larga (%cido graso de cadenalarga4Co ligasa! es la en"ima EC ..2., una ligasa que catali"a la formacin deenlaces entre carbono y a"ufre mediante la siguiente reaccin

Ucido graso (de cadena larga! R 3K R Co R +O W W acil graso4Co R ;K RKi


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En los pasos 2 y , a partir del %cido graso y 3K se forma acil4adenilato y selibera pirofosfato (KKi!.

En los pasos y :, la coen"ima despla"a el ;K y se une al aciloglosariomediante enlace tio$sterglosario para formar el acil graso4Co.

&a accin de las pirofosfatasas que hidroli"an el KKi hace que el proceso seairre#ersible

Ent)a(a en la mito"on()ia (e a"il #)aso-CoA.

&a X4oxidacin de los %cidos grasos tiene lugar en la matri" mitocondrial, por ellolos %cidos grasos acti#ados como acil 4Co deben atra#esar la membranamitocondrial interna. &os %cidos grasos de m%s de die" carbonos necesitan lapresencia de carnitina y de un sistema transportador, la translocasa acilcarnitina4

carnitina, que lle#a a cabo un proceso de antiporte

&as carnitina aciltransferasas ) y )) est%n, respecti#amente, en las caras externa einterna de la membrana mitocondrial interna. &a carnitina aciltransferasa ) catali"ala transferencia del residuo acilo, del acil 4Co a la carnitinaF la acil4carnitina entraen la mitocondria intercambi%ndose con una mol$cula de carnitina y en la matri"mitocondrial, la carnitina aciltransferasa )) catali"a la reaccin in#ersa para tenerdentro de la mitocondria el acil 4Co.

Es interesante destacar que la carnitina aciltransferasa citoslica es inhibida por elmalonil4Co, el compuesto de partida para la sntesis de %cidos grasos, as se


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e#ita que los procesos de sntesis y degradacin de los %cidos grasos seprodu"can simult%neamente.

LIP%LISIS

&a lipolisis o liplisis es el proceso metablico mediante el cual los lpidos delorganismo son transformados para producir %cidos grasos y glicerol para cubrir lasnecesidades energ$ticas. &a lipolisis es el con*unto de reacciones bioqumicasin#ersas a la lipog$nesis.

la lipolisis tambi$n se le llama mo#ili"acin de las grasas o hidrlisis detriacilglic$ridos en %cidos grasos y glicerol.

&a lipolisis es estimulada por diferentes hormonas catablicas como el glucagn,la epinefrina, la norepinefrina, la hormona del crecimiento y el cortisol, a tra#$s de

un sistema de transduccin de se0ales. &a insulina disminuye la lipolisis.

En el adipocito el glucagn acti#a a determinadas protenas 8, que a su #e"acti#an a la adenilato ciclasa, al ;Kc y $ste a la lipasa sensiti#a, en"ima quehidroli"a los triacilglic$ridos. &os %cidos grasos son #ertidos al torrente sanguneoy dentro de las c$lulas se degradan a tra#$s de la betaoxidacin en acetil4Co quealimenta el ciclo de ?rebs, y fa#orece la formacin de cuerpos cetnicos.

En


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por e*emplo '8 (adenina4uracilo4guanina! es el cdigo para la metionina. Comoel >G contiene cuatro nucletidos distintos, el nG se transcriben primero en G pre4mensa*ero mediante protenas como la

G polimerasa. &a mayor parte de los organismos procesan entonces este pre4Gm (tambi$n conocido como tr%nscrito primario! utili"ando #arias formas demodificacin post4transcripcional para formar Gm maduros, que se utili"ancomo molde para la sntesis de protenas en el ribosoma. En los procariotas el

Gm puede utili"arse tan pronto como se produce, o puede unirse al ribosomadespu$s de haberse ale*ado del nucleoide. Kor el contrario, los eucariotassinteti"an el Gm en el n


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los Gt siguiendo la secuencia de codones del Gm seg


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contiene. Se encuentra principalmente en las partes altas de los suelos conacti#idad org%nica. El humus tambi$n es considerado una sustanciadescompuesta a tal punto que es imposible saber si es de origen animal o #egetal.

El humus es una materia org%nica en descomposicin que se encuentra en elsuelo y procede de restos #egetales y animales muertos. l inicio de ladescomposicin, parte del carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno se disipanr%pidamente en forma de agua, dixido de carbono, metano y amonaco, pero losdem%s componentes se descomponen lentamente y permanecen en forma dehumus. &a composicin qumica del humus #ara porque depende de la accin deorganismos #i#os del suelo, como bacterias, proto"oos, hongos y ciertos tipos deescaraba*os, pero casi siempre contiene cantidades #ariables de protenas yciertos %cidos urnicos combinados con ligninas y sus deri#ados. El humus es unamateria homog$nea, amorfa, de color oscuro e inodora. &os productos finales de

la descomposicin del humus son sales minerales, dixido de carbono yamonaco.

l descomponerse en humus, los residuos #egetales se con#ierten en formasestables que se almacenan en el suelo y pueden ser utili"ados como alimento porlas plantas. &a cantidad de humus afecta tambi$n a las propiedades fsicas delsuelo tan importantes como su estructura, color, textura y capacidad de retencinde la humedad.

El desarrollo ideal de los culti#os, por e*emplo, depende en gran medida del

contenido en humus del suelo. En las "onas de culti#o, el humus se agota por lasucesin de cosechas, y el equilibrio org%nico se restaura a0adiendo humus alsuelo en forma de compost o esti$rcol.

HUMI&ICACI%N Y MINERALIACI%N DEL SUELO


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>e los seres #i#os que habitan el suelo los microorganismos (bacteriasy hongos!son los m%s importantes ya que descomponen los restos #egetalestransform%ndolos al final en materia inorg%nica (minerali"acin!. &os productos dela minerali"acin son +O, CO, G+:, y otras sales. Karte de estos productospasan a la disolucindel suelo y parte son incorporados a la fraccin slida.

Existe tambi$n una microfauna compuesta por proto"oos,ar%cnidos, gusanos, etc.as como seres #i#os superiores tales como la races de las plantas y ciertosanimales como los topos, que aunque no inter#ienen directamente en el procesode minerali"acin s ayudan a fragmentar y disgregar el material del suelofa#oreciendo el traba*ode bacteriasy hongos.&os restos org%nicos no se minerali"an directamente sino que #antransform%ndose en compuestos org%nicos cada #e" m%s sencillos (humificacin!hasta con#ertirse en mol$culasinorg%nicas. El con*unto de compuestos h


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el sodio. continuacin, la ho*arasca, los tallosy otros restos se acumulan y sedesintegran de forma mec%nicapor la accin de los animales. Kosteriormente,tienen lugar otras alteraciones qumicas, por las que los restos org%nicos pierdensu estructura celular y se alteran a un material amorfo que adquiereun colornegru"co. Koco a poco, estos restos se descomponen y se fusionan

totalmente con la fraccin mineraldel suelo para formar el humus.

TIPOS DE HUMUS

Z +umus *o#en o bruto restos parcialmente descompuestos en los que podemosdistinguir rasgos de los organismos de los que proceden.Z +umus elaborado restos totalmente descompuestos. Kresenta un color negro yun car%cter %cido y se denominan %cidos h


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LA DESTRUCCI%N DEL HUMUS

&os aportes de biosidas, plaguicidas, y fertili"antes pueden degradar o eliminar elhumus.&a labran"a mata el humus al enterrarlo, causando una minerali"acin muy r%pidade la materia org%nica y la p$rdida de suelo que puede llegar a 2toneladasIa0oIha en las "onas templadas y hasta #arios cientos de toneladas enlos trpicos.&a p$rdida de humus tambi$n se refle*a en un fenmeno de glacis en lossuelos,lo cual se reduce considerablemente su capacidad de absorber agua. &ossuelos contaminados por pesticidas y el exceso de nitratos (responsables delaumento de algas #erdes y cianobacterias #isibles sobre el terreno! arrastran las

partculas finas que aumentan la turbide" de ros y arroyos.+oy en da, hay muchos m$todos para el culti#o sin destruir el humus agriculturabiolgica, siembra directa, madera de ramas fragmentada, agricultura natural, etc.

In3l!en"ia 3*si"a (el 6!m!s

)ncrementa la capacidad de intercambio catinico del suelo.

>a consistencia a los suelos ligeros y a los compactosF en suelos arenosos

compacta mientras que en suelos arcillosos tiene un efecto de dispersin. +ace m%s sencillo labrar la tierra, por el me*oramiento de las propiedades

fsicas del suelo. E#ita la formacin de costras, y de la compactacin.

yuda a la retencin de agua y al drenado de la misma.

)ncrementa la porosidad del suelo.


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Kresenta altos contenidos de ? y S, adem%s de una alta carga microbiana as

como %cidos h


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Entre los g$neros m%s frecuentes de bacterias del suelo se encuentrancinobacter, grobacterium, lcaligenes, rthrobacter, Dacillus, Dre#ibacterium,Caulobacter, Cellulomonas, Clostridium, Corynebacterium, -la#obacterium,;icrococcus, ;ycobacterium, Kseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus y[anthomonas.

&as cianobacterias forman costras en la superficie de los suelos desnudos de#egetacin y contribuyen as a la estabili"acin del suelo. "otobacter es unimportante hetertrofo de #ida libre, que puede con#ertir el nitrgeno atmosf$ricoen formas fi*adas de nitrgeno. 3ambi$n especies anaerobias de Clostridiumpueden fi*ar nitrgeno del suelo, hi"obium y Dradyrhi"odium, fi*an nitrgenoatmosf$rico dentro de los ndulos de las races de determinadas plantas. &asespecies de grobacterium, Corynebacterium, ErBinia, Kseudomonas y[anthomonas, suelen llegar al suelo *unto con material #egetal infectado.

DESCOMPOSICI%N Y BIODERADACI%N&a materia de la naturale"a se transforma mediante con#ersiones biolgicas.

unque todos los seres #i#os contribuyen a la #ida, los microorganismosdesempe0an un papel destacado en los cambios geoqumicos y la fertilidad delsuelo. 3ransforman una cantidad enorme de materia org%nica y solamente ellospueden reali"ar ciertas transformaciones esenciales. Estos cambios se reali"an endi#ersos ecosistemas de la biosfera. ;uchas transformaciones tienen lugar en elsuelo, otras en ambientes acu%ticos o en la atmsfera. &os actinomicetes,bacterias 8ram positi#as aerobias que forman micelios ramificados, degradan los

restos #egetales y animales, polmeros comple*os e hidrocarburos y mantienen elsuelo suelto y desmenu"ado.&a disponibilidad de nutrientes y de oxgeno determina el n


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&os compuestos org%nicos son todas las especies qumicas que en sucomposicin contienen el elemento carbono (C! y, usualmente, elementos talescomo el Oxgeno (O!, +idrgeno (+!, -sforo (-!, Cloro (C&!, Hodo ()! y nitrgeno(G!, con la excepcin del anhdrido carbnico, los carbonatos y los cianuros.

MINERALIACI%N R?PIDAEn esta transformacin biogeoqumica, los microorganismos con#ierten el

material org%nico del suelo a una forma inorg%nica, me*orando la fertilidad delsuelo. &a tasa y alcance de la minerali"acin depende de la disponibilidad deoxgeno. El metabolismo aerbico es m%s #ers%til y m%s completo que elanaerbico, se produce dixido de carbono y agua y se degradan m%scompuestos. ;uchos materiales org%nicos slo son minerali"ados si hay oxgenodisponible, el oxgeno penetra en el suelo f%cilmente si $ste est% relati#amenteseco y suelto. &os suelos pantanosos contienen m%s de un @/ de materia

org%nica, frente a los suelos de uso agrcola, que bien aireados generalmentecontienen menos del 2/.

MINERALIACI%N LENTA diferencia de los animales, las plantas necesitan nutrientes en formasinorg%nicas simples. En consecuencia, las plantas no pueden usar nutrientesinmo#ili"ados hasta que $stos no hayan cambiando a formas inorg%nicas simplescon ayuda de los descomponedores microbianos. Este proceso se llamaminerali"acin, y los microbios que la hacen posible abundan en la ri"osfera ("onade alta acti#idad biolgica, alrededor de las races de las plantas!.

&a #elocidad de minerali"acin de la m.o. expresa el porcenta*e de carbonoorg%nico inicial que se minerali"a en un perodo de tiempo determinado. Est%relacionada con la acti#idad respiratoria y con la eficiencia relati#a de losmicroorganismos en los procesos de descomposicin.Es decir, la din%mica de la minerali"acin de la materia org%nica #ienecondicionada por factores intrnsecos y extrnsecos, que inciden sobre laspoblaciones de microorganismos y orientan las reacciones qumicas y bioqumicasque pueden tener lugar en un medio ed%fico determinado. &a degradacin decomponentes como la lignina, los compuestos fenlicos, las grasas y cerasrequiere una acti#idad microbiana lenta, y por consiguiente su proceso de

minerali"acin se resiste, por lo cual lo consideramos minerali"acin lenta.

COMPUESTOS MINERALES SOLUBLES O ASEOSOS&a fertilidad del suelo, que depende en gran medida de la cantidad de nitrgenoinorg%nico, de fsforo y de potasio del suelo, describe la capacidad del mismopara permitir el crecimiento de las plantas. &as sustancias solubles (a"


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pueden ser lixi#iadas r%pidamente de los residuos, ser utili"adas como nutrientespor los organismos hetertrofos del suelo o pasar a formar parte de la estructurade sustancias h


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Cambios qumicos en compuestos inorg%nicos debido a procesos de oxidacin

y reduccin. E*emplo. Oxidacin del a"ufre mineral a sulfato. Oxidacin delnitrgeno amoniacal a nitrato.

umento del desarrollo radicular en la planta que me*ora la asimilacin de

nutrientes, la capacidad de campo y el desarrollo. eacciones antagnicas, parasitismo y control de fitopatgenos.

;e*oramiento de las propiedades fsicas del suelo.

Entre los g$neros bacterianos m%s importantes agrcolamente por latransformacin de los compuestos org%nicos e inorg%nicos y que fa#orecen lanutricin de las plantas est%n Dacillus, Kseudomonas, "otobacter, "ospirillum,Dei*erinc6ia, Gitrosomonas, Gitrobacter, Clostridium, 3hiobacillus, &actobacillus, yhy"obium.

Entre los g$neros de bacterias aerobias nitrofi*adoras est%n "otobacter ,"ospirillum, Dei*erinc6ia, >erxia, "omonas, y Oscillatoria.&as bacterias nitrofi*adoras tambi$n act


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aplicaciones frecuentes de urea para suplir las necesidades de nitrgeno en unculti#o establecido. El restablecimiento de una flora microbiana permite una mayorasimilacin del nitrgeno por las plantas y por lo tanto la cantidad a utili"ar puedeser menor.

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