La Fotosintesis

Fotosíntesis

Ampliamente la fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos que usan las células para obtener energía. Es en pocas palabras el único mecanismo del que dispone el mundo viviente para la producción de energía utilizable. Un proceso, mediante el cual los seres vivos que poseen clorofila, (como las plantas verdes, algas y algunas bacterias) y otros pigmentos, (como los carotenos y las xantofilas) captan energía luminosa procedente del sol (en forma de cuantos y fotones) y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno.

En la fotosíntesis podemos encontrar 2 etapas:

• Fase luminosa: se realiza en la tilacoide y se producen transferencias de electrones

• Fase oscura: tiene lugar en el estroma y en ella se realiza la fijación de carbono

Todos los organismos que son capaces de realizar la fotosíntesis producen sus propio alimento, es decir, les permite obtener la materia y la energía que necesitan para desarrollar sus funciones vitales.

Ecuación de la fotosíntesis 6CO2 + 12H20 C6H1206 + 6H20 + 6O2

Fase luminosa

Consiste en la transformación de la energía lumínica en energía química (bajo la forma de moléculas de ATP) y en la obtención de un agente reductor de alta energía (la coenzima reducida NADPH).

La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación.

Dentro de esta fase luminosa, ocurren cuatro sucesos importantes:

• Excitación Fotoquímica de la Clorofila.

La energía luminosa altera o excita ciertos electrones de la molécula de clorofila y estos son transferidos a moléculas aceptoras de electrones. Gracias a esto, las moléculas de clorofila se oxidan.

• Fotooxidación del H2O (fotólisis).

La molécula de agua se rompe y libera O2, electrones y protones (H+1).

• Fotoreduccón del NADP.

Este capta los electrones desprendidos de la clorofila y los protones provenientes del agua, la cual forma NADPH (el cual es utilizado en la etapa independiente de la luz).

• Fotofosforilación del ADP.

Formación del ATP a partir del ADP + P + Energía Liberada en el salto de electrones de la oxidación de las moléculas de clorofila.

En el interior de los tilacoides los pigmentos disponen de subunidades llamados fotosistemas, estos procesos se producen mediante la interacción de dos de ellos: el 1 y el 2.

El fotosistema 1: capta la luz, cuya longitud de onda sea menor o igual a 700nm (nanómetros). Actúan moléculas de clorofila A que absorben máximamente a 700nm y se llaman P700.

El fotosistema 2: reacciona con moléculas de clorofila B que absorben en un máximo de 680nm y son llamados P680.

La energía luminosa es atrapada primero en el fotosistema II, y los electrones cargados de energía saltan a un receptor de electrones; el hueco que dejan es reemplazado en el fotosistema II por electrones procedentes de moléculas de agua, reacción que va acompañada de liberación de oxígeno. Los electrones energéticos recorren una cadena de transporte de electrones que los conduce al fotosistema I, y en el curso de este fenómeno se genera un trifosfato de adenosina o ATP, rico en energía. La luz absorbida por el fotosistema I pasa a continuación a su centro de reacción, y los electrones energéticos saltan a su aceptor de electrones. Otra cadena de transporte los conduce para que transfieran la energía a la coenzima nicotinamida adenina dinucleótico fosfato o NADP que, como consecuencia, se reduce a NADPH2. Los electrones perdidos por el fotosistema I son sustituidos por los enviados por la cadena de transporte de electrones del fotosistema II. La reacción en presencia de luz termina con el almacenamiento de la energía producida en forma de ATP y NADPH2.

En resumen en la fase luminosa, la luz (fotones) es absorbida por la clorofila, provocando que ésta libere electrones cargándose así positivamente. Por cada fotón de luz se libera un electrón. Simultáneamente los fotones provocan la ruptura de la molécula del agua (fotolisis) en dos subproductos: oxígeno, que se libera al medio y los protones (H+). Los electrones liberados por la clorofila activada son captados por los protones a través de unos transportadores, de manera que se forma el hidrógeno molecular (H2) que se utiliza para que la molécula de NADP (Nicotidamina adenina dinucleótido) se reduzca a NADP2. Los protones que se acumulen en el estroma pueden comportarse como <<enzimas activos>> catalizando la formación de moléculas de ATP a partir de ADP y P.

Sintetizando: en la fase luminosa de la fotosíntesis el impacto de los fotones de luz sobre la clorofila y la fotolisis del agua son el origen de un estado de desequilibrio molecular (fenómeno químico) que se reequilibra constantemente gracias al flujo de protones a través de la membrana de los tilacoides .

Fase oscura

Luego de la fase luminosa comienza el

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