Fotótrofo

Los fotótrofos ( del griego antiguo φῶς , φωτός ( phôs, phōtós ) ' luz ' y τροφή ( trophḗ ) ' nutrición ' ) son organismos que capturan fotones para obtener energía. Utilizan la energía de la luz para llevar a cabo diversos procesos metabólicos celulares. Es un error común pensar que los fotótrofos son obligatoriamente fotosintéticos . Muchos, pero no todos, realizan la fotosíntesis: convierten anabólicamente el dióxido de carbono en biomoléculas que se utilizan estructuralmente (por ejemplo, celulosa y lípidos de membrana ), funcionalmente (por ejemplo , vitaminas , nucleótidos y aminoácidos ) o como fuente para procesos catabólicos posteriores (por ejemplo, almidones , azúcares y grasas ). Todos los fotótrofos utilizan cadenas de transporte de electrones o bombeo directo de protones para establecer un gradiente electroquímico, que es utilizado por la ATP sintasa para proporcionar trifosfato de adenosina (ATP) a la célula. Los fotótrofos pueden ser autótrofos o heterótrofos . Si sus donantes de electrones e hidrógeno son compuestos inorgánicos (por ejemplo, Na ₂ S₂ O₃ , como en algunasbacterias púrpuras del azufre, oH₂ S, como en algunasbacterias verdes del azufre) también pueden ser llamadoslitótrofos, y por lo tanto, algunos fotoautótrofos también son llamados fotolitoautótrofos. Ejemplos de organismos fotótrofos sonRhodobacter capsulatus,ChromatiumyChlorobium.

Historia

Originalmente utilizado con un significado diferente, el término adquirió su definición actual después de Lwoff y colaboradores (1946). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Fotoautótrofo

La mayoría de los fotótrofos más conocidos son fotoautótrofos , lo que significa que sintetizan su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas (es decir, dióxido de carbono) en un proceso llamado fijación de carbono , utilizando la luz como fuente de energía. Las plantas verdes y la mayoría de las bacterias fotosintéticas son fotoautótrofas. A los organismos fotoautótrofos a veces se les denomina holófitos . ^{[ 3 ]}

Los organismos fotosintéticos oxigénicos utilizan el fotosistema II para capturar la energía luminosa y oxidar el agua (H₂O ₎ , dividiéndola en oxígeno molecular (O₂ ₎ y 4 protones (H⁺ ⁾ en un proceso llamado fotólisis .

Ecología

En un contexto ecológico , los fotoautótrofos suelen ser la fuente de alimento para la vida heterótrofa vecina. En los ambientes terrestres, las plantas son la variedad predominante, mientras que los ambientes acuáticos incluyen una variedad de organismos fototróficos como algas (por ejemplo, kelp ), otros protistas (como la euglena ), fitoplancton y bacterias (como las cianobacterias ).

Las cianobacterias, organismos procariotas que realizan fotosíntesis oxigénica, habitan diversos entornos, como agua dulce, mares, suelos y líquenes . Las cianobacterias realizan fotosíntesis similar a la de las plantas, ya que el orgánulo fotosintético de estas últimas deriva de una cianobacteria endosimbiótica. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Esta bacteria puede utilizar el agua como fuente de electrones para llevar a cabo reacciones de reducción de CO ₂ .

Un fotolitoautótrofo es un organismo autótrofo que utiliza la energía de la luz, un donante de electrones inorgánico (por ejemplo, H₂O _, H₂ _, H₂S ₎ y CO₂ como fuente _de carbono .

Fotoheterótrofo

A diferencia de los fotoautótrofos, los fotoheterótrofos son organismos que dependen exclusivamente de la luz para obtener energía y del consumo de compuestos orgánicos para la síntesis de biomoléculas. Los fotoheterótrofos producen ATP mediante fotofosforilación , pero utilizan compuestos orgánicos obtenidos del medio ambiente para construir estructuras y otras biomoléculas. ^{[ 6 ]}

Clasificación por molécula captadora de luz

La mayoría de los fotótrofos utilizan clorofila o la bacterioclorofila relacionada para capturar la luz y se conocen como clorofotótrofos . Otros, sin embargo, utilizan retinal y son retinalofotótrofos . ^{[ 7 ]}

Diagrama de flujo

Véase también

Referencias

↑ Lwoff, A., CB van Niel, PJ Ryan y EL Tatum (1946). Nomenclatura de tipos nutricionales de microorganismos. Simposios de Cold Spring Harbor sobre biología cuantitativa (5.ª ed.), vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, págs. 302–303,.
↑ Schneider, С. K. 1917. Illustriertes Handwörterbuch der Botanik. 2. Aufl., herausgeg. por K. Linsbauer. Leipzig: Engelmann,.
↑ Hine, Robert (2005). The Facts on File dictionary of biology . Infobase Publishing. p. 175. ISBN 978-0-8160-5648-4.
↑ Hill, Malcolm S. (17 de julio de 2014). "Fronteras de posibilidades de producción en simbiosis fotótrofas:heterótrofas: compensaciones en la asignación de reservas de carbono fijo y los desafíos que estas alternativas presentan para comprender la adquisición de hábitats intracelulares" . Frontiers in Microbiology . 5 : 357. doi : 10.3389/fmicb.2014.00357 . ISSN 1664-302X . PMC 4101577. PMID 25101064 .
↑ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Morgan, David; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2015). «Conversión de energía: mitocondrias y cloroplastos». Biología molecular de la célula (Sexta ed.). Nueva York, NY: Garland Science, Taylor and Francis Group. ISBN 978-0-8153-4432-2.
↑ Campbell, Neil A.; Reece, Jane B.; Urry, Lisa A.; Cain, Michael L.; Wasserman, Steven A.; Minorsky, Peter V.; Jackson, Robert B. (2008). Biología (8.ª ed.). Pearson Benjamin Cummings. pág. 564. ISBN 978-0-8053-6844-4.
↑ Gómez-Consarnau, Laura; Raven, John A.; Levine, Naomi M.; Cutter, Lynda S.; Wang, Deli; Seegers, Brian; Arístegui, Javier; Fuhrman, Jed A.; Gasol, Josep M.; Sañudo-Wilhelmy, Sergio A. (agosto de 2019). "Las rodopsinas microbianas son importantes contribuyentes a la energía solar capturada en el mar" . Science Advances . 5 (8) eaaw8855. Bibcode : 2019SciA....5.8855G . doi : 10.1126 / sciadv.aaw8855 . ISSN 2375-2548 . PMC 6685716. PMID 31457093 .

[1] Lwoff, A., CB van Niel, PJ Ryan y EL Tatum (1946). Nomenclatura de tipos nutricionales de microorganismos. Simposios de Cold Spring Harbor sobre biología cuantitativa (5.ª ed.), vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, págs. 302–303,.

[2] Schneider, С. K. 1917. Illustriertes Handwörterbuch der Botanik. 2. Aufl., herausgeg. por K. Linsbauer. Leipzig: Engelmann,.

[3] Hine, Robert (2005). The Facts on File dictionary of biology . Infobase Publishing. p. 175. ISBN 978-0-8160-5648-4.

[4] Hill, Malcolm S. (17 de julio de 2014). "Fronteras de posibilidades de producción en simbiosis fotótrofas:heterótrofas: compensaciones en la asignación de reservas de carbono fijo y los desafíos que estas alternativas presentan para comprender la adquisición de hábitats intracelulares" . Frontiers in Microbiology . 5 : 357. doi : 10.3389/fmicb.2014.00357 . ISSN 1664-302X . PMC 4101577. PMID 25101064 .

[5] Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Morgan, David; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2015). «Conversión de energía: mitocondrias y cloroplastos». Biología molecular de la célula (Sexta ed.). Nueva York, NY: Garland Science, Taylor and Francis Group. ISBN 978-0-8153-4432-2.

[campbell564-6] Campbell, Neil A.; Reece, Jane B.; Urry, Lisa A.; Cain, Michael L.; Wasserman, Steven A.; Minorsky, Peter V.; Jackson, Robert B. (2008). Biología (8.ª ed.). Pearson Benjamin Cummings. pág. 564. ISBN 978-0-8053-6844-4.

[:5-7] Gómez-Consarnau, Laura; Raven, John A.; Levine, Naomi M.; Cutter, Lynda S.; Wang, Deli; Seegers, Brian; Arístegui, Javier; Fuhrman, Jed A.; Gasol, Josep M.; Sañudo-Wilhelmy, Sergio A. (agosto de 2019). "Las rodopsinas microbianas son importantes contribuyentes a la energía solar capturada en el mar" . Science Advances . 5 (8) eaaw8855. Bibcode : 2019SciA....5.8855G . doi : 10.1126 / sciadv.aaw8855 . ISSN 2375-2548 . PMC 6685716. PMID 31457093 .

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