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Série Fotossíntese – Parte 7: Biossíntese

No post anterior da série sobre a fotossíntese, vimos como ocorrem as reações de fixação do carbono e a produção da molécula 3-PGA, ou 3-fosfoglicerato.

Agora vamos falar sobre o que vem depois, como ocorre a biossíntese de novas moléculas a partir do 3-PGA produzido durante a fotossíntese.


Reserva ou transporte: a mesma fonte

Durante a fase de redução do Ciclo de Calvin, o 3-PGA gera os carboidratos de 3 carbonos, as trioses fosfatos. Destas, parte é usada na regeneração da Rubisco, necessária para a manutenção do Ciclo de Calvin, e a parte excedente pode ser usada para síntese de amido e/ou sacarose.


Devemos lembrar que o amido e a sacarose são polímeros, o que significa que são macromoléculas formadas pela junção de várias unidades menores repetidas. O amido é a forma de reserva, sendo estável e insolúvel em água, permanecendo no cloroplasto contido nas folhas (ou em órgãos de reserva, mas esse tema é para outro post). A sacarose é a forma de transporte dos carboidratos na planta, que sai das folhas e chega aos outros órgãos através dos feixes vasculares, formando os esqueletos de carbono que permitem o crescimento vegetal.


Duas rotas possíveis, mas fisicamente separadas

As rotas de síntese de amido e sacarose possui algumas etapas em comum. No entanto, a produção de amido acontece no interior do cloroplasto que, na presença de luz, armazena em forma de grânulos de amido, os açúcares produzidos e não utilizados no ciclo de Calvin.

Nesta imagem de microscopia eletrônica de transmissão vemos os grânulos de amido armazenados no interior dos cloroplastos em uma célula do parênquima clorofiliano, presente no mesofilo que faz parte da estrutura da folha.


A síntese de sacarose acontece no citosol das células do parênquima clorofiliano, ou seja, fora do cloroplasto. A prova disso é que as enzimas que fazem parte do processo de biossíntese da sacarose são encontradas apenas nesta região.


Bioquimicamente, a síntese do amido e da sacarose são processos competitivos entre si, pois utilizam a mesma fonte de trioses fosfatos. O direcionamento destas moléculas para a produção de amido ou de sacarose é regulado por alguns fatores, e dentre eles, a concentração de fosfato (Pi) no citosol. E o que ele faz de tão importante?


O escambo entre o cloroplasto e o citosol

Enquanto o processo de fotossíntese está ativo, existe a necessidade de Pi para manter as reações de fosforilação que acontecem no cloroplasto, como a reposição do ATP (adenosina tri fosfato) para o ciclo de Calvin.


O cloroplasto possui em seu envoltório duas membranas altamente seletivas. Na membrana interna existe um complexo de proteínas, o translocador de triose fosfato. Para que o Pi externo entre no cloroplasto, a triose fosfato tem que sair, configurando uma troca entre o citosol e o plastídeo, através do transporte antiporte de substâncias pela membrana (uma entra a outra sai).

Fonte: Extraído de Taiz et al. 2017.


Logo, quando a concentração de Pi no citosol é alta, muitas trioses serão enviadas para fora do cloroplasto e as enzimas sintetizadoras de sacarose terão o substrato necessário para trabalhar. Caso a concentração de Pi citosólico seja baixa, a triose fosfato permanece no interior do cloroplasto e é utilizada na síntese do amido.


É incrível como as plantas conseguem autorregular seus processos! Mas como será que elas lidam com as variações do ambiente e ainda mantêm todo essa maquinaria complexa funcionando? Veremos nas cenas do próximo capítulo!


Texto escrito por Márcia Gonçalves Dias.


Referência

Taiz, L.; Zeiger, E.; Moller, I.; Murphy, A. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6.ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 888 p.

BioInteractive. Photosynthesis. Disponível em <https://www.biointeractive.org/classroom-resources/photosynthesis> Acesso em 18 mai 2020.


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