Fotosíntesis: tipos, fases, pigmentos y fotosistemas (resumen)

Fotosíntesis:

Tipos de fotosíntesis:

• Oxigénica: Se descomponen moléculas de H₂O, liberándose O₂ como producto residual.
• Anoxigénica: Se descomponen moléculas de SH₂, liberándose Azufre.

Estructuras fotosintéticas:

• Plantas y algas: cloroplastos (estroma; tilacoide - fotosistemas).
• Cianobacterias: clorosomas - orgánulos de paredes proteicas rellenos de bacterioclorofilas.

Pigmentos fotosintéticos:

• Plantas: clorofilas (a-680nm; b-660nm). Carotenoides, xantofilas (440nm).
• Algas: ficocianina - azul; ficoeritrina - rojo.
• Bacterias: bacterioclorofila.

Fotosistemas:

• Complejo antena o captador de la luz: conjunto de moléculas de clorofila a y b y carotenoides que son capaces de excitarse con la luz y transmitir la excitación al centro de reacción.
• Centro de reacción: formado por dos moléculas especiales de clorofila "a" que se excitan y ceden electrones a un primer aceptor externo (reacciones redox).

Fases de la Fotosíntesis

Dentro de la fotosíntesis se encuentran 2 fases, denominadas:

Fase Luminosa

La energía solar se transforma en ATP y NADPH+H⁺, liberándose oxígeno como producto residual. El proceso comienza con la excitación de los fotosistemas I y II al incidir sobre ellos la luz solar. El fotosistema II emite electrones que serán captados por la plastoquinona, que se los cede al citocromo b-f y éste a la plastocianina. Asociado a este transporte electrónico, se produce el bombeo de 2 protones al interior del tilacoide. La plastocianina cederá los electrones al fotosistema I, rellenando el hueco electrónico que había quedado en el fotosistema, al emitir éste sus electrones. Los electrones del fotosistema I son captados por la ferredoxina, que se los cede a la NADP⁺ reductasa que catalizará la reducción del NADP⁺ a NADPH + H⁺.

Paralelamente, se produce la fotólisis del agua, que genera 2 electrones, que se utilizarán para rellenar el hueco electrónico que había quedado en el fotosistema II, un átomo de oxígeno se liberará al medio y 2 protones. Estos protones, junto con los que se habían bombeado en el transporte electrónico, generarán un gradiente electroquímico. De tal forma, que los protones tienen tendencia a salir del tilacoide a favor del gradiente. Esta salida de protones se hace a través de una ATP-asa, y por cada 3 protones que salen, se genera la suficiente energía para sintetizar ATP a partir de ADP+Pi, proceso conocido como fosforilación.

Otra variante es la fase luminosa cíclica, en la que solo interviene el fotosistema I, de tal manera que se crea un flujo cíclico de electrones que se utiliza para bombear protones al interior del tilacoide generándose un gradiente electroquímico que se utilizará para fabricar ATP a partir de ADP+P_i. En este proceso, no se produce la fotólisis del agua y por eso no se genera oxígeno ni se produce el poder reductor.

Fase Oscura o Ciclo de Calvin

Esta fase va a utilizar ATP y NADPH+H⁺ para, a partir del CO₂ atmosférico, sintetizar glucosa. Esta fase es independiente de la luz, pero esto no quiere decir que se produzca en la oscuridad, sino que normalmente se realiza de día, que es cuando se genera el ATP y el NADPH₂. Dentro de este proceso se distinguen 2 fases:

Fijación del CO₂ atmosférico:

Este compuesto se une a la Ribulosa 1-5 difosfato gracias a la acción de la enzima Ribulosa 1-5 difosfato carboxilasa oxidasa, enzima conocida como RuBisCo, formándose un compuesto inorgánico de 6 átomos de carbono. Ese compuesto que es inestable, se rompe formándose 2 compuestos de ácido 3-fosfoglicérico.

Reducción del CO₂:

Las moléculas formadas sufren un proceso de fosforilación y de reducción, utilizando el ATP y el NADPH+H⁺ que se habían obtenido en la fase luminosa, formándose 2 mol de gliceraldehído 3-fosfato. A partir de este compuesto se abren 2 caminos:

1. Regeneración de la ribulosa 1-5 difosfato (se necesita ATP).
2. Síntesis de glucosa y de fructosa, que juntas obtendrán sacarosa. Síntesis de glucosa y a partir de esta, se fabrica el almidón. Síntesis de ácidos grasos y de aminoácidos.