Fotosíntesis fase luminosa

La fase luminosa, fotoquímica o reacción de Hill consiste en la conversión de energía solar (lumínica) en energía química. Esta fase sólo se lleva a cabo bajo grandes niveles de luz, ya sea, natural o artificial. La conversión sucede a través de la absorción de la luz por parte de los pigmentos que la planta posea, como lo es la clorofila. Los complejos clorofila-proteína se unen en fotosistemas, los cuales se ubican en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos.

La fase luminosa se puede presentar de dos maneras: una cíclica y otra acíclica. Estás se diferencian en que la primera presenta un transporte cíclico de electrones dónde  sólo participa el fotosistema I, en cambio en la segunda, se  presenta un transporte acíclico de electrones, además de participar el fotosistema I y II.

-Fase acíclica o también llamada esquema en “Z”,  es dónde los fotones llegan al fotosistema II (680). Estos fotones excitan al pigmento diana P680 del fotosistema II, el cual pierde tantos electrones como fotones haya ganado. Tras la excitación los electrones pasan a una cadena transportadora de electrones formada por plastoquinona (Pq), el complejo de los citocromos b-f y la plastocianina (Pc), los cuales son capaces de ganar y perder esos electrones.

Para la recuperación de los electrones perdidos por el fotosistema II (680) se efectúa la hidrólisis del agua o también llamada fotolisis del agua, que se descompone en 2 H+, 2e- y medio átomo de O2. El átomo de O se unirá con otro del mismo elemento para así formar una molécula de O2, y es liberada al exterior. Este proceso se ejecuta en la cara interior de la membrana de los tilacoides.

Los electrones finalmente son introducidos al interior del tilacoide por el citocromo b-f, que vendría a ser una bomba de protones, que los envía al espacio tilacoidal para crear un gradiente de H+. Esto provoca que los protones salgan a través del ATP Sintetasa , con la consiguiente fosforilación del ADP (síntesis del ATP que se acumula en el estroma).

A la vez los fotones afectan al fotosistema I (P700), donde la clorofila P700 pierde dos electrones por los aceptores siguientes. Los electrones que la clorofila perdió son repuestos por la plastocianina (Pc) que lo recibe del citocromo b-f, finalmente los electrones pasan a la enzima NADPreductasa y se realiza la fotoreducción del NADP (formación de NADPH).

-Fase cíclica, es la cual dónde los electrones perdidos por el fotosistema I (P700) vuelven a él, dándose así ciclos continuos, y por tanto sólo interviene dicho fotosistema. Además su función es la de generar ATP.

Esta fase ocurre cuando los fotones chocan con el fotosistema I, lo cual hace que los electrones adquieran la energía necesaria para ser capturados por la ferredoxina, pero en vez de continuar hacia el NADP, son dirigidos hacia la cadena de transporte de electrones, específicamente al citocromo b-f, el cual bombea protones al espacio tilacoidal para sintetizar ATP al pasar por el canal del ATP-sintetasa.

Al ser los mismos electrones perdidos que vuelven al fotosistema I, es denominado cíclico. No interviene ni el agua ni se libera oxígeno. Es característico de las bacterias fotosintéticas que no liberan o2  (bacterias de azufre o purpureas), porque no tienen fotosistema II.

Fase independiente de la luz o también llamada oscura, es la fase que ocurre cuando se da lugar el ciclo de Calvin (ciclo C3), esta fase tiene por función la fijación del C y la producción de glucosa.

El ciclo de Calvin ocurre a partir de la ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa (RuBisCo), la cual es una molécula de elevado peso molecular, además de ser la molécula más abundante en el planeta, la cual cataliza la incorporación del CO2 atmosférico,  o de agua en el caso de plantas acuáticas.

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