Concepto de Rubisco
La RuBisCO es la abreviatura de ribulosa bisfosfato carboxilasa/oxigenasa. La RuBisCo es una enzima bifuncional que se encuentra en los cloroplastos. Los cloroplastos son organelos de las células vegetales responsables por la fotosíntesis. La RuBisCO desempeña la función de carboxilasa cuando cataliza el paso inicial de fijación de carbono en el ciclo de Calvin y desempeña una función de oxigenasa en el proceso de fotorrespiración.
En el ciclo de Calvin, la RubisCO es la enzima que cataliza la reacción que combina el dióxido de carbono (CO2), molécula con apenas un carbono, con la ribulosa 1,5 bifosfato (RuBP), molécula de cinco carbonos. En esta reacción, se forma un compuesto intermediario de 6 carbonos que se divide en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (3PG), moléculas con un esqueleto de 3 carbonos. Las dos moléculas de 3PG son, de esta forma, el primer producto de fijación del CO2.
Por otro lado, en la fotorrespiración, la RuBisCO combina la ribulosa 1,5-bifosfato con el oxígeno molecular (O2). En esta reacción, la molécula ribulosa 1,5-bifosfato compuesto por 5 carbonos es dividida en una molécula de 2 carbonos designada ácido 2-fosfoglicólico y una molécula de 3 carbonos designada ácido 3-fosfoglicérico.
Así, la RuBisCO participa en dos reacciones diametralmente opuestas. En la fotosíntesis el CO2 es fijado mientras que la fotorrespiración lleva a la pérdida del CO2 fijado. Pero ambas reacciones pueden suceder en la célula simultáneamente. El CO2 y el O2 compiten por el centro activo de la RuBisCO, volviéndose inhibidores competitivos de las dos reacciones opuestas. La concentración relativa de CO2 y de O2 y afinidad diferencial por la enzima para cada una de las moléculas va a determinar qué reacción es predominante, el ciclo de Calvin o la fotorrespiración, respectivamente. La afinidad de la RuBisCO por el CO2 es mayor pero la razón de la cantidad de CO2 para el O2 es normalmente baja y, así, al ciclo de Calvin ocurre apenas tres veces más deprisa que la fotorrespiración. La temperatura también influye en las tasas de estas dos reacciones en donde la RuBisCO participa. Como el aumento de la temperatura elimina mejor el CO2 de una solución que el O2. Las altas temperaturas favorecen la fotorrespiración.
La RuBisCO es la proteína más abundante en nuestro planeta y también la proteína más abundante que se encuentra en las hojas de las plantas, representando más del 50% de la proteína soluble.
References:
- Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2008). Biology(8th ed.). Belmont: Thomson Brooks/Cole.
