Bioquimica

El acontecimiento fotoquímico central: el flujo electrónico impulsado por la luz

La transferencia de electrones impulsada por la luz en los cloroplastos durante la fotosíntesis se consigue gracias a sistemas multienzimaticos de las membranas de los tilacoides. La visión actual de los mecanismos fotosintéticos se debe a los estudios realizados en cloroplastos de plantas y de una variedad de bacterias y algas.

Las bacterias tienen uno de los dos tipos de centros de reacción fotoquímicos individuales

Las bacterias fotosintéticas poseen una maquinaria de fototransducción relativamente sencilla, con uno de los dos tipos de generales de centros de reacción. Uno de los tipos (encontrado en bacterias purpuras) pasa los electrones a través de la feofitina (clorofila que contiene el ion Mg+2 central) a una quinona. El otro (en bacterias verdes del azufre) pasa los electrones desde una quinona hasta un centro ferro-sulfurado. Las cianobacterias y las plantas tienen dos fotosistemas (PSI, PSII), uno de cada tipo que actúan en tándem. Estudios bioquímicos y biofísicos han revelado muchos detalles moleculares de los centrso de reacción. Por lo tanto, estos sistemas bacterianos sirven como prototipos más complejos de plantas superiores.

El centro de reacción feofitina-quinona (centro de reacción de tipo II)

La maquinaria fotosintética de las bacterias (figura 19-47ª) purpura consta de tres moléculas básicas: un único centro de reacción (P870), un complejo citocromo bc1¬ ¬¬ de transferencia de la electrones similar al Complejo III de la cadena de transferencia electrónica mitocondrial y una ATP sintasa, también similar a la encontrada en mitocondrias. La iliminacion impilsada de los electrones a través de la feofitina y una quinona al complejo del citocromo bc1; después de pasar por el complejo, los electrones vuelven al centro de reacción a través del citocromo c2, restableciendo su estado preiluminado. Es te flujo cíclico de electrones impulsado por la luz proporciona la energía necesaria para el bombeo de protones por el complejo del citocromo bc1. Impulsada por el gradiente protónico resultante, la ATP sintasa produce ATP, exactamente igual que en las mitocondrias.

La secunacia de tranferencia de electrones extremadamente rápida de la figura 19-48b se ha deducido a partir de estudios físicos de los centros foefitina-ubiquinona bacterianos, con breves destellos de luz para provocar la fototransduccion y deversas técnicas espectroscópicas para seguir el flujo de electrones a través de varios transportadores. Un par de bactereoclorofilas, el “par especial” designado (Chl)2, es el sitio donde se da la fotoquímica inicial del centro de reacción bacteriano. La energía de un foton absorbido por una de las muchas moléculas de clorofila que rodean el centro de reacción llega a (Chl)2 por transferencia de excitaciones. Cuando estas dos moléculas de clorofila, tan cercanas que sus orbitales de enlace se solapan, absorben

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