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Vía de 4 carbonos
proceso fotosintético utilizado por algunas plantas. / De Wikipedia, la enciclopedia encyclopedia
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La vía de 4 carbonos, vía C4 o ruta C4, también denominada vía de Hatch-Slack en honor a sus descubridores, es una serie de reacciones bioquímicas de fijación del CO2 atmosférico en plantas. La asimilación del CO2 se realiza mediante las reacciones del ciclo de Calvin; pero en las plantas C4, previa a la carboxilación de la ribulosa-1,5-bisfosfato catalizada por la enzima RuBisCO, que produce ácido fosfoglicérico de tres átomos de carbono, se produce una primera carboxilación del ácido fosfoenolpirúvico (PEP) que origina como producto estable primario un ácido dicarboxílico de cuatro átomos de carbono (málico o aspártico). Este tipo de plantas consigue concentrar el CO2 en torno a la enzima RuBisCO, llegando casi a su nivel de saturación y haciéndola así más eficaz en la segunda carboxilación al evitar al máximo la pérdida de CO2 en la fotorrespiración. Esta mejora en la asimilación del CO2 atmosférico es posible gracias a que las carboxilaciones sucesivas se separan espacialmente para el CO2.
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Debido al método más eficaz de fijación de CO2 en plantas C4, no es necesario mantener los estomas abiertos todo el tiempo para garantizar el intercambio de gases activo, lo que significa que se minimizan las pérdidas de agua durante la transpiración vegetal. Por esta razón, las plantas C4 pueden crecer en hábitats más secos, a altas temperaturas, en condiciones de salinidad y falta de CO2. Sin embargo, los pasos adicionales requeridos para la fijación de carbono en la vía C4 requieren un aporte de energía adicional en forma de ATP. En el ciclo de Calvin, las plantas C4, así como las plantas C3, usan 3 moléculas de ATP para fijar una molécula de CO2 y 2 moléculas de NADPH. Para la regeneración del aceptor de carbono en la vía de 4 carbonos, es decir, la conversión de piruvato en PEP, se requieren 2 moléculas de ATP adicionales. Como resultado, una molécula de CO2 en la vía C4 consume 5 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADPH. Por esta razón, las plantas C4 requieren un mayor nivel de exposición a la luz solar para un crecimiento óptimo.