Fotosíntesis: Fases, Pigmentos y Ciclo de Calvin

Pigmentos Fotosintéticos

Existen tres tipos principales de pigmentos fotosintéticos:

• Clorofila: Compuesta por un anillo de porfirina que contiene magnesio, unido a un lípido llamado fitol. La clorofila absorbe principalmente la luz en las regiones azul-violeta y roja del espectro.
• Carotenoides: Se dividen en dos grupos: carotenos (rojo-anaranjado) y xantofilas (amarillo). Absorben la luz en la región azul-verdosa del espectro.
• Ficobilinas: Incluyen la ficocianina y la ficoeritrina. Absorben la luz en la zona media del espectro.

Fases de la Fotosíntesis

Fase Luminosa o Fotoquímica

Las reacciones de esta fase son dependientes de la luz y ocurren en la membrana del tilacoide. Durante esta fase, se genera ATP y NADPH. Los componentes clave involucrados son:

• Fotosistemas: El fotosistema I contiene clorofila P700, mientras que el fotosistema II contiene clorofila P680.
• Cadena de transporte de electrones.
• ATPsintetasas.

La fase luminosa se puede dividir en dos tipos:

A) Fase Luminosa Acíclica (Fosforilación no Cíclica u Oxigénica)

En esta fase, intervienen ambos fotosistemas. Un fotón de luz llega al fotosistema II, provocando la liberación de un electrón rico en energía por parte de la clorofila P680. Este electrón se incorpora a la cadena de transporte de electrones hasta llegar al fotosistema I. Durante este proceso, se libera energía que se utiliza para la fosforilación (ADP + Pi = ATP). Los electrones perdidos por el PSII son reemplazados por la fotólisis del agua, que ocurre en el estroma del cloroplasto. La fotólisis libera electrones, H+ y O2, que se introducen en la membrana tilacoidal. Cuando los electrones llegan al PSI, son re-energizados y se utilizan para sintetizar NADPH. El PSI recibe los electrones del PSII debido a la diferencia en la longitud de onda de absorción (P680 en PSII). Este proceso ocurre mientras haya luz. El transporte de electrones puede generar un gradiente quimiosmótico, lo que lleva a que los H+ sobrantes se reincorporen al tilacoide y se utilicen en la síntesis de ATP.

B) Fase Luminosa Cíclica (Fosforilación Cíclica o Anoxigénica)

En esta fase, los fotosistemas actúan de manera independiente. Solo se obtiene ATP, no coenzima ni oxígeno. La cantidad de ATP generada se considera complementaria, ya que se utilizará posteriormente en la fase oscura. Ambas fases, cíclica y acíclica, deben ocurrir.

Fase Oscura o Bioquímica

Las reacciones de esta fase son independientes de la luz y ocurren en el estroma del cloroplasto. El ATP y el NADPH generados en la fase luminosa se utilizan para sintetizar sustancias orgánicas a partir de moléculas inorgánicas, especialmente CO2. Los elementos de la materia inorgánica experimentan una serie de procesos individuales. El conjunto de procesos que sufre el carbono se conoce como el Ciclo de Calvin, que consta de tres fases:

• Fijación de CO2: El CO2 atmosférico se une a la ribulosa 1,5-difosfato en el estroma del cloroplasto, formando ácido fosfoglicérido.