CICLO DE LAS XANTOFILAS

PRESENTADO POR:

SINDY PAOLA GALVIS PADILLA YURANY HERRERA VANEGAS

KATERINE PREZ SUAREZ

DOCENTE:

CESAR VERGARA CRDOBA I.A. MSC. EN FISIOLOGA VEGETAL

V SEMESTRE BIOLOGIA

UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE CIENCIAS B`SICAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGA

MONTERIA CRDOBA COLOMBIA.

05/09/2015

CICLO DE LAS XANTOFILAS

La fotosntesis es posible gracias a las molculas que absorben la luz denominadas pigmentos. El pigmento que est implicado directamente en las reacciones luminosas es el pigmento verde conocido como clorofila. Existen dos tipos principales de clorofilas en las plantas y algas verdes, conocidos como clorofila a y clorofila b. En las plantas la clorofila a, absorbe primordialmente luz de los campos azul-violeta y rojo del espectro, y es de color verde oscuro, porque refleja principalmente la luz verde. La clorofila b no participa directamente en las reacciones luminosas, sino que transmite la energa absorbida a aquellas molculas de clorofila a que estn directamente implicadas. Por este motivo la clorofila b se conoce como pigmento accesorio. Otros pigmentos accesorios denominadas carotenoides, absorben fundamentalmente azul-verde y refleja la luz amarilla o naranja. Estos compuestos presentan en las plantas una funcin doble, como pigmentos accesorios en la captacin de energa lumnica y como molculas capaces de disipar la energa de excitacin excedente en forma de calor evitando daos importantes. Mientras que como transductores de energa hacia los centros de reaccin no son muy eficientes (30 % - 40 % de eficiencia) como disipadores de la energa absorbida en exceso por la clorofila son altamente eficientes. (Maxwell 2000).

QU SON LAS XANTOFILAS?

La xantofila es una sustancia qumica que realiza accin fotosinttica y que pertenece al grupo de los carotenoides. Se puede encontrar en las hojas de las plantas, pero tambin en semillas como la del maz. Xantofila es tambin el nombre de un pigmento amarillo, rojo, pardo y naranja que aparece en los vegetales. Pero tambin lo podemos encontrar en la yema de los huevos y se suelen utilizar productos vegetales que contienen esta sustancia en la alimentacin avcola para aumentar su coloracin. U na de sus propiedades es el fomento y la proteccin de la accin antioxidante d e las vitaminas A y E.

A nivel molecular, las xantofilas contienen como mnimo un tomo de oxgeno en su estructura. Los tomos de carbono son los nicos que forman el sistema de dobles enlaces conjugados. Las xantofilas se tratan de un xido derivado del primer tipo de carotenoides, la carotina. Existen distintos tipos de xantofila como la lutena, la zeaxantina y la capsantina. Como otros carotenoides, las xantofilas se encuentran en mayor cantidad en las hojas, en la mayora de las plantas verdes, donde actan para moduladores de la energa de la luz y tambin sirven como agentes de extincin no fotoqumica para hacer fren te a la clorofila triplete, que se produce en exceso en los altos niveles de luz en la fotosntesis. Las xantofilas encontradas en los cuerpos de los animales y productos de origen animal en la dieta, en ltima instancia, se derivan de fuentes vegetales en la dieta. Por ejemplo, el color amarillo de la yema de huevo de gallina, la grasa y la piel proviene de xantofilas ingeridas.

Como ya se ha mencionado anteriormente la funcin m s importante de los carotenos en las plantas vasculares no es precisamente la de actuar como pigmento accesorio sino en la disipacin de la ener ga en exceso y en la detoxificacin de las formas reactivas del oxigeno que se forman durante la fotosntesis.

El grupo de xantofilas incluye lutena, zeaxantina, neoxanthina, violaxanthina y criptoxantina. El ltimo compuesto es la xantofila slo se sabe que contiene un anillo de beta-ionona, y por lo tanto la criptoxantina es la nica xantofila que se sabe que poseen pro-actividad de vitamina A para los mamferos. En especies distintas de mamferos, ciertas xantofilas se pueden convertir en la retina-anlogos hidroxilados que funcionan directamente en la visi n.

Violaxantina: la violaxantina es una xantfila derivada de -Caroteno o beta, es un beta carotenoide su frmula molecular es C40H56O 4. Se transforma a zeaxantina por catalisis con la enzima deepoxidasa de la violaxantina cuando la energa lumnica absorbida por las plantas supera la capacidad de fotosntesis, dicha transformacin se ha denominado el ciclo de l as xantofilas; y cuya funcin sera la disipacin trmica

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Anteraxantina: Es un pigmento fotosinttico, necesaria para la realizacin del ciclo de las xantofilas, es decir, que juega un papel decisivo en la disipacin de la energa excedente actuando como compuesto intermedio en la transformacion de violaxantina en zeaxantina y cuya frmula molecular es: C40H56O3.

Zeaxantina: Es un pigmento liposoluble de color amarillo, del grupo de las xantfilas que aparece en las algas, bacterias y pl antas superiores; Su funcin es la de proteger a la planta contra la radiacin sola r; esta misma propiedad resulta til para proteger la retina humana de las radiaciones ultravioleta del sol, su frmula molecular es: C40H56O2.

El ciclo de xantofila consiste en la eliminacin enzimtica de grupos epoxi de xantofilas para crear las denominadas xantofilas de-epoxidados. Se encontr que estos ciclos enzimticos juegan un papel clave en la estimulacin de la disipacin de energa dentro de las protenas de antena captadores de luz por la no-fotoqumica temple-un mecanismo para reducir la cantidad de energa que llega a los centros de reaccin fotosintticos. Extincin n o fotoqumica es una de las principales formas de protegerse contra la foto-inhibicin.

En las plantas superiores hay tres pigmentos carotenoides que estn activos en el ciclo de xantofila: violaxantina, anteraxantina y zeaxantina. Durante el estrs de la luz la violaxantin se convierte a travs de la zeaxantina en anteraxantina intermedia, que desempea un papel fotoprotector directo que acta como un anti-oxidante de lpidos protector y mediante la estimulacin de extincin no fotoqumica-dentro de las protenas captadoras de luz. Esta conversin de violaxantina a zeaxantina se lleva a cabo por la enzima violaxanthin deepoxidasa, mientras que la reaccin inversa se lleva a cabo po r zeaxantina epoxidasa.

En presencia de luz el oxgeno reacciona con la clorofila excitada originndose un singlete de oxgeno que es muy reactivo pudiendo oxidar las clorofilas (blanqueamiento), los cidos grasos poliinsaturados que forman perxidos y otros compuestos. En presencia de luz en exceso el oxgeno se hace txico y la fotosntesis autodestructiva. Los carotenoides disipan el radical perxido y tambin la clorofila excitada adquiriendo el estado triplete que a su vez se disipa desprendiendo calor que cede al medio.

Las plantas que estn aclimatadas a altas intensidades lumnicas consiguen disipar el exceso de energa absorbida a travs de las reacciones que tienen lugar en un grupo muy particular de carotenoides.

Durante el proceso fotoqumico el transporte de electrones en los portadores de la membrana tilacoidal conlleva el bombeo de protones desde el estroma cloroplstico al lumen tilacoidal donde se acumulan. Esta acumulacin implica una bajada del pH en el interior del lumen hecho que dispara la activacin de la enzima violaxantin deepoxidasa, localizada en la cara interna de los sacos tilacoidales. Esta enzima es la encargada de transformar el diep xido violaxantina (V) en zeaxantina (Z) deepoxidada a travs del intermediario monoepoxidado

anteraxantina (A). En cada paso la violaxantina pierde uno de los dos grupos epoxi que posee en cada uno sus anillos. Esto implica un alargamiento del sistema de dobles enlaces conjugados pasando de 9 en violaxantina a 10 en anteraxantina y 11 en zeaxantina. La zeaxantina es capaz de recibir la energa directamente de la clorofila excitada disipndola posteriormente en forma de calor, sin emisin de radiacin. El proceso se invierte cuando la luz des aparece o se va haciendo progresivamente menos intensa, cerrndose el ciclo. La disipacin de la energa debida a la zeaxantina puede seguirse mediante la medicin de la florescencia de la clorofila a, ya que la emisin de fluorescencia se reduce proporcionalmente a la capacidad disipadora de la zeaxantina.

A medida que incrementa la cantidad de radiacin so lar que llega a las hojas a lo largo de un ciclo diurno tiene lugar una conversin progresiva de violaxantina en zeaxantina con un incremento por tanto de la concentracin relativa de las formas deepoxidadas del ciclo de las xantofilas, frente a las ms epoxidadas. En esto, hay un incremento paulatino del estado de deepoxidacin (DPS) del ciclo de las xantofilas. Este incremento en el DPS se correlaciona con la disminucin de la eficiencia fotoqumica del PS II medida mediante fluorescencia de la clorofila a.

Los cambios descritos anteriormente tienen lugar hasta un punto que coincide con el mximo de recepcin de luz solar a medio da. Estos cambios se repiten da tras da en un proceso cclico siempre y cuando no concurran factores ambientales o biticos que interfieran con el proceso normal de r ecuperacin. Factores como temperaturas nocturnas o diurnas ms bajas de lo normal o una sequa prolongada pueden reducir la capacidad de recuperacin del DPS, permaneciendo un remanente de poder disipante durante la noche que impide que el sistema alcance una eficiencia fotoqumica equiparable en das sucesivos.

Este proceso no tiene lugar en todas las hoja de la planta al mismo tiempo, sino que sucede de una forma gradual segn la orientacin de las mismas y a medida que las va llegando la luz. Aquellas hojas expuestas al este, sobre todo si la planta es voluminosa (un rbol o un gran arbusto) son las primeras en responder a la incidencia de la luz, mientras que las expuestas a poniente no pondrn en marcha su mecanismo foto protector hasta el atardecer, cuando ya las anteriores presentan signos de recuperacin. Esto permite a la planta actuar siempre bajo las mejores condiciones aprovechando al mximo la energa en cada momento con el menor riesgo posible.

BIBLIOGRAFIA

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