En botánica , la anatomía de tipo kranz , o estructura kranz (del término alemán " Kranz " que significa "corona"), es una estructura anatómica peculiar de las hojas que se encuentra en la mayoría de las plantas C 4 .. Se caracteriza por la presencia de dos anillos concéntricos de células que rodean los haces vasculares : el anillo interior, compuesto por células compactas que contienen cloroplastos grandes , ricos en almidón desprovisto de grana , forma la vaina fascicular, el anillo exterior compuesto por células mesófilas más sueltas . Las células del mesófilo también exhiben cloroplastos, pero estos no sintetizan almidón porque no pasan por el ciclo de Calvin reservado para los cloroplastos de la vaina. Por tanto, se dice que los cloroplastos son "dimórficos".
La función principal de la anatomía de kranz es proporcionar un sitio en el que el CO 2se puede concentrar alrededor de rubisco (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa / oxigenasa), evitando así la fotorrespiración . Para mantener una concentración de CO 2en la vaina fascicular significativamente más alta que en el mesófilo, la capa límite de kranz tiene baja conductancia de CO 2, propiedad que puede mejorarse con la presencia de suberina . Al aumentar el ciclo interno del dióxido de carbono , esta anatomía podría conducir a una reducción en la sensibilidad de las plantas a la fotoinhibición . Esto se debe a que la capa de células mesófilas, ubicada en la parte más externa, captura las moléculas de CO 2 .y los concentra convirtiéndolos en moléculas de azúcar con cuatro átomos de carbono , para dárselos a las células que forman la capa interna.
Esta vía de formación de azúcar mesófilo se denomina "vía de Hatch Slack". En el primer paso, el ácido oxalacético se forma mediante la reacción del dióxido de carbono con el fosfoenolpiruvato . A partir de ahí se produce una transformación cuyo resultado difiere según el tipo de planta. El producto pasa a las células de la vaina a través de los plasmodesmos y, a través de una serie de transformaciones, se libera dióxido de carbono y entra en el ciclo de Calvin .
Aunque la mayoría de las plantas en C 4presentan una anatomía de tipo kranz, sin embargo, hay algunas especies que operan un ciclo C 4limitado sin ningún tejido de vaina fascicular distintivo. Especies de la subfamilia Chenopodioideae ( Suaeda aralocaspica , Bienertia cycloptera , Bienertia sinuspersici y Bienertia kavirense ), plantas terrestres que crecen en depresiones secas y saladas de los desiertos de Oriente Medio , trabajan con mecanismos de concentración de CO 2celda única en C 4. Estos mecanismos son únicos entre los mecanismos en C 4Conocido Aunque la citología de los dos géneros ( Suaeda y Bienertia ) es diferente, el principio básico es que las vacuolas llenas de líquido se utilizan para dividir la célula en dos zonas distintas. Por lo tanto, las enzimas carboxilantes en el citosol pueden separarse en los cloroplastos de las enzimas descarboxilasa y rubisco, y puede establecerse una barrera difusiva entre los cloroplastos (que contienen rubisco ) y el citosol. Esto permite establecer una zona tipo vaina fascicular y una zona tipo mesófilo dentro de la misma celda. Aunque esto permite un ciclo C 4limitado, es relativamente ineficiente, con muchas fugas de CO 2 alrededor del rubisco.
También se ha demostrado la posibilidad de fotosíntesis en C 4.inducible en macrófitas , hydrilla verticillata , en condiciones cálidas, aunque el mecanismo que minimiza la fuga de CO 2 del rubisco actualmente es incierto.