¿Qué es la fotofosforilación no cíclica?

Es la síntesis de ATP en la que los electrones siguen un recorrido abierto desde el agua hasta el NADP⁺, obteniéndose ATP y NADPH. Se produce en el Esquema en Z.

¿Por qué el flujo cíclico no produce NADPH?

Porque los electrones salen del PSI y regresan a la misma molécula, sin que se produzca oxidación ni reducción neta de ningún compuesto. Solo se genera ATP.

¿Cómo se forma el gradiente de protones en el tilacoide?

La energía que pierden los electrones al descender por la cadena transportadora bombea protones desde el estroma hacia el interior del tilacoide. La membrana impide su paso libre, por lo que solo regresan a través de las ATPasas.

Transporte electrónico en la fotosíntesis: flujo cíclico y no cíclico

Resumen

El texto explica la cadena de transporte electrónico que conecta los fotosistemas I y II durante la fotosíntesis. Describe el esquema en Z, la producción de NADPH y la síntesis de ATP mediante el gradiente de protones. También distingue la fotofosforilación cíclica de la no cíclica.

Puntos clave

La cadena transportadora entre los fotosistemas incluye feofitina, plastoquinona, complejo del citocromo b-f y plastocianina.
En el flujo no cíclico (Esquema en Z), los electrones van del agua al NADP⁺, produciendo NADPH y ATP.
El PSI cede electrones a la ferredoxina, que la NADP⁺ reductasa usa para reducir NADP⁺ a NADPH.
El PSII toma electrones del agua para reponer los electrones perdidos por el PSI.
En el flujo cíclico, los electrones vuelven al PSI, se produce ATP pero no NADPH.
El bombeo de protones al interior del tilacoide crea un gradiente que las ATPasas aprovechan para sintetizar ATP.

Ponte a prueba

Componentes de la Cadena de Transporte Electrónico

La cadena de transportadores electrónicos que conecta los dos fotosistemas entre sí se compone de las siguientes moléculas:

Feofitina
Plastoquinona
Complejo del citocromo b-f
Plastocianina

Flujo Electrónico Abierto: El Esquema en Z

En los organismos que contienen dos fotosistemas, el transporte electrónico se produce de forma que los electrones efectúan un recorrido abierto, que se denomina Esquema en Z, desde el agua hasta el NADP⁺.

Excitación del Fotosistema I y Producción de Poder Reductor

El primer suceso fotodependiente descrito es la excitación del Fotosistema I (PSI). Cuando el PSI absorbe la energía de los fotones, un electrón del centro de reacción capta esta energía y pasa a un nivel excitado. La molécula del centro de reacción se convierte en un potente reductor y cede ese electrón a una proteína transportadora de electrones llamada ferredoxina.

La ferredoxina cede el electrón al sistema enzimático NADP⁺ reductasa, que cataliza la reducción del NADP⁺ hasta NADPH. Así se obtiene el poder reductor (en forma de NADPH), el cual será empleado en la síntesis de moléculas orgánicas durante la fase oscura.

Debido a la pérdida del electrón, el Fotosistema I queda cargado positivamente. El Fotosistema II (PSII) actuará finalmente como donador electrónico para reponer los electrones perdidos por el PSI.

Función del Fotosistema II y Fotofosforilación No Cíclica

Los dos fotosistemas se encuentran conectados por la cadena de moléculas transportadoras de electrones. Cuando el Fotosistema II (PSII) es excitado por la luz, cede electrones a la cadena de transportadores (situada en la membrana tilacoidal) para reponerlos al Fotosistema I.

Al mismo tiempo, el PSII recibe electrones del agua, que actúa como donador electrónico. El gradiente quimiosmótico, generado por el bombeo de protones (H⁺) hacia el interior del tilacoide, provocado por este flujo electrónico, desencadenará la síntesis de ATP.

Esta síntesis se denomina Fotofosforilación No Cíclica, ya que los electrones siguen un recorrido abierto desde un donador primario (agua) hasta un aceptor final (NADP⁺), con lo que se obtiene poder reductor (NADPH).

Flujo Electrónico Cíclico

En algunas situaciones, la clorofila del centro de reacción del Fotosistema I (PSI), excitada por la luz, cede electrones a las moléculas de la cadena transportadora de electrones. Tras recorrer la cadena, los electrones vuelven de nuevo al centro de reacción de este mismo fotosistema. Los electrones realizan un recorrido cíclico, ya que salen y vuelven a la misma molécula.

La clorofila del centro de reacción del PSI actúa como donador y como aceptor de electrones. En este caso, se produce ATP mediante Fotofosforilación Cíclica, debido a que los electrones recorren la cadena de transportadores que está situada en la membrana tilacoidal. Sin embargo, este proceso no genera NADPH, ya que no se produce oxidación ni reducción neta de ningún compuesto.

Mecanismo de Síntesis de ATP (Fotofosforilación)

La síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico, impulsada por la luz, se denomina Fotofosforilación.

La energía que van perdiendo los electrones al descender por las moléculas de la cadena transportadora sirve para bombear protones (H⁺) desde el estroma hacia el espacio interior del tilacoide. Esto da lugar a la formación de un gradiente protónico entre los dos lados de la membrana tilacoidal. Este gradiente de protones es una forma de energía que se emplea en la fotofosforilación del ADP.

La membrana del tilacoide no permite el libre paso de protones, por lo que los protones del interior del tilacoide solo pueden regresar al estroma a través de los complejos enzimáticos conocidos como ATPasas (o ATP sintasas).

Cuando los protones pasan a favor de gradiente a través de estas ATPasas, el gradiente transmembrana se disipa y la energía se utiliza para impulsar la fotofosforilación del ADP y así obtener ATP.

Tipos de Fotofosforilación

Cuando el flujo electrónico es abierto (Esquema en Z), este proceso se llama Fotofosforilación No Cíclica.