En este vídeo vamos a hablar sobre los fotosistemas y el transporte de electrones en la fotosíntesis. Bienvenidos a una nueva edición de NutriMente. Como hemos visto en los vídeos anteriores de esta serie, en las reacciones de la fotosíntesis que son dependientes de la luz y ocurren en los tilacoides, se produce un flujo de electrones que da como resultado la producción de ATP y NADPH. Las reacciones fotoquímicas Se producen en dos complejos denominados fotosistemas, formados por proteínas transmembranales que unen clorofilas y carotenoides.
Cada fotosistema está formado por una antena electromagnética colectora de la energía lumínica, constituida por una variedad de pigmentos, clorofila A y B o C en las algas pardas, y carotenos, asociados a proteínas y un centro de reacción fotoquímico que contiene una molécula reactiva de clorofila. A y otras moléculas que participan en las reacciones de óxido reducción del transporte de electrones. Existen numerosos fotosistemas a lo largo de una membrana tilacoide y cada fotosistema absorbe la energía luminosa en la parte exterior de la misma, es decir, en el estroma. Los pigmentos accesorios son componentes esenciales.
A menudo la molécula de clorofila A, que activa las reacciones luminosas no es impactada de forma directa por los fotones, puesto que representa menos de un 1% de los pigmentos presentes en un fotosistema. Sin embargo, los pigmentos accesorios canalizan la energía del fotón a la clorofila A en el centro de reacción. En ocasiones, estos pigmentos accesorios, junto con las moléculas de clorofila A que transfieren la energía a la molécula de clorofila A del centro de reacción, son referidos Gracias.
como complejos antena, porque estas moléculas de pigmentos actúan como antenas que reciben y transmiten energía, algo así como una antena parabólica. La energía puede transferirse en forma de electrones energizados o es la energía en sí misma la que se mueve de molécula en molécula. Como resultado de la transferencia de energía de los complejos antena, la molécula de clorofila A del centro de reacción.
puede recibir mucha más energía luminosa que si lo hubiera absorbido por su cuenta. En otras palabras, cuando un fotón es absorbido por uno de los pigmentos de la antena, éste rebota rápidamente sobre las otras moléculas de pigmentos del fotosistema hasta que alcanza la clorofila A reactiva de un centro de reacción. Cuando esta molécula de clorofila absorbe la energía lumínica, uno de sus electrones salta a un nivel de energía superior y se transfiere a otra molécula, un aceptor primario de electrones también unido a las proteínas del centro de reacción.
La molécula de clorofila al perder un electrón se oxida y queda cargada positivamente, mientras que el aceptor primario de electrones al ganar un electrón se reduce y queda cargado negativamente. Luego este último se oxida al transferir el electrón a otra molécula diferente. Un aceptor secundario de electrones.
La clorofila será reducida de nuevo por electrones que vienen de otras moléculas llamadas dadores de electrones. Existen dos tipos de fotosistemas que se diferencian fundamentalmente por las longitudes de onda que absorben en mayor proporción. En el fotosistema 1, la molécula reactiva de clorofila A tiene un pico de absorción de alrededor de 700 nanómetros. una longitud de onda ligeramente m ás larga que el pico habitual de la clorofila. Por esta razón se la conoce como P700.
En el fotosistema 2, el pico de absorción de la clorofila reactiva tiene un máximo a 680 nanómetros y se conoce como P680. Los números 1 y 2 indican el orden en el que fueron descubiertos. El fotosistema 1, además, posee poca clorofila B, mientras que el fotosistema 2 tiene mayor cantidad de esta clorofila, prácticamente la misma que de clorofila A. Como se mencionó anteriormente, cada vez que se activa la molécula de clorofila A del centro de reacción, se transfiere un electrón energizado al receptor primario de electrones.
El flujo de electrones posterior Puede seguir un camino lineal o cíclico. La importancia relativa de estos dos caminos depende de las condiciones metabólicas del organismo fotosintético. Las condiciones...
ambientales tienen una gran influencia en esta regulación. En un flujo lineal o no cíclico de electrones, ambos fotosistemas trabajan juntos en forma simultánea y continua. Para comprender el proceso, recordemos que la oxidación significa la pérdida de electrones y la reducción su ganancia. Cuando un fotón de luz es atrapado por la clorofila A reactiva P680, Del fotosistema 2, un electrón de esta molécula es transferido al aceptor primario de electrones de este fotosistema. Una vez transferido el electrón, el P680 oxidado recibe un electrón y vuelve a su estado neutro.
Este electrón será cedido por el agua, de forma indirecta, a través de otros dos dadores de electrones. Es de esta manera que el agua participa en la fotosíntesis. El electrón será transferido a una serie de transportadores de electrones por medio de reacciones de oxidación y reducción, hasta alcanzar el P700 del fotosistema 1, pasando por un complejo proteico-membranal intermediario llamado citocromo B6F.
En el fotosistema 1, la clorofila reactiva P700 atrapa un fotón de luz, lo que induce su oxidación. Un electrón del P700 es lanzado al aceptor de electrones primario del fotosistema 1, que al recibir el electrón, se reduce. El electrón de la plastocyanina reduce el P700 oxidado. Al oxidarse nuevamente el aceptor primario, el electrón es transferido a otra serie de transportadores hasta llegar al NADP, que se reduce y se transforma en NADPH. En diferentes etapas del transporte de electrones, se extraen protones del estroma que son liberados en el espacio intratilacoide, el lumen.
Esto crea un gradiente de protones que no se disipa, es decir, no vuelven al estroma porque no pueden pasar por las membranas tilacoides. Este gradiente de protones genera una fuerza protón motriz que permite la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato. en el complejo ATP sin taza.
Este complejo está formado por dos componentes funcionales CF0 y CF1. CF0 es un poro protónico compuesto por varias proteínas transmembranales que permite el paso de protones desde el lumen al estroma. CF1 es un complejo proteico extramembranal en donde se encuentran los sitios catalíticos de la síntesis de ATP. El movimiento de protones impulsa la formación de ATP a partir de ADP, un proceso quimiosmótico similar al que ocurre en las mitocondrias, que vimos en otro video del canal.
La formación de ATP a partir de energía lumínica se conoce como fotofosforilación. De este modo, las reacciones luminosas utilizan los electrones energizados expulsados del fotosistema 2 para producir ATP rico en energía, y utilizan los electrones energizados de nuevo y expulsados por el sistema 2. por el fotosistema 1 para producir NADPH. Bajo ciertas condiciones, el fotosistema 1 puede trabajar en forma independiente del fotosistema 2. En este proceso, llamado flujo cíclico de electrones, los electrones son lanzados del P700 al aceptor primario de electrones del fotosistema 1, pero no alcanzan como destino final al NADP, por lo que no se forma NADPH. La ferredoxina transfiere los electrones a un transportador de electrones intermediario entre los fotosistemas 1 y 2, la plastoquinona o el citocromo B6F, desde donde nuevamente son restituidos a la molécula reactiva P700. En el transcurso de este pasaje se produce un gradiente de protones, cuya fuerza motriz permite la síntesis de ATP.
El flujo cíclico de electrones que produce ATP ¡Gracias! Pero no, NADPH es una ruta alternativa que permite regular la cantidad de ATP y NADPH formados en presencia de luz según la necesidad de las plantas. Esta ruta es predominante en ausencia de NADP, cuando todo el NADP se encuentra reducido a NADPH. Por otra parte, es probable que este proceso aumente la eficiencia en la formación de ATP resultante de la fotosíntesis cuando coexiste con el flujo no cíclico de electrones. Las bacterias fotosintéticas tienen un único fotosistema y por lo tanto solo se produce un flujo cíclico de electrones alrededor de ese fotosistema.
Las reacciones luminosas capturan el 32% de la energía solar absorbida por la clorofila, lo que las hace más eficaces que cualquier sistema de captura de energía fabricado por los humanos. Por ejemplo, los paneles solares suelen capturar en forma de electricidad o calor un 5% de la energía solar que absorben. Como veremos en el próximo video, el ATP y NADPH producidos por las reacciones luminosas se utilizan en el ciclo de Calvin para convertir dióxido de carbono en fosfatos de azúcar simples. Si este video te gustó, por favor dale like o dejame un super gracias. Y también te invito a compartirlo y a suscribirte al canal para tener a mano mucha más información.
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