FOTOBIOLOGÍA
La fotobiología es el estudio científico de las interacciones entre la radiación no-ionizante (ej. luz visible, radiación ultravioleta) y los seres vivos. 2
La fotobiología es el estudio científico de las interacciones entre la radiación no-ionizante (ej. luz visible, radiación ultravioleta) y los seres vivos. 2
FENÓMENO FOTOQUÍMICO
El fenómeno fotoquímico consta de dos etapas:
1.- recepción de la energía luminosa. 1
2.- reacción química propiamente dicha. 1
2.- reacción química propiamente dicha. 1
Este tipo de fenómenos tiene gran importancia en procesos como la fotosíntesis, ya que en este proceso se capta la energía luminosa y se transforma en energía química mediante reacciones de oxido-reducción fijando CO2 y liberando O2 (En caso de fotosíntesis oxigénica).2
PIGMENTOS ANTENA Y CAPTACIÓN DE LUZ
Para que el proceso fotosintético ocurra, para que se inicie la fase fotoquímica (conversión de la energía de la luz en energía química), lo primero que tienen que hacer los organismos es captar luz. Las moléculas que intervienen en ello son los pigmentos fotosintéticos, los cuales se organizan, se colocan en una membrana: la membrana plasmática en bacterias, y la membrana tilacoidal de los cloroplastos de cianobacterias, algas y plantas. 1
Para que el proceso fotosintético ocurra, para que se inicie la fase fotoquímica (conversión de la energía de la luz en energía química), lo primero que tienen que hacer los organismos es captar luz. Las moléculas que intervienen en ello son los pigmentos fotosintéticos, los cuales se organizan, se colocan en una membrana: la membrana plasmática en bacterias, y la membrana tilacoidal de los cloroplastos de cianobacterias, algas y plantas. 1
La mayoría de los pigmentos actúan como una antena (en un complejo antena) captando la luz y transfiriendo la energía al centro de reacción al que están asociados y donde se transfieren electrones desde la clorofila a una molécula aceptora de eletrones (proceso químico). 1
En todos los eucariotas fotosintéticos que contienen clorofilas a y b, éstas forman agregados entre sí y con proteínas integrales de la membrana tilacoidal formando complejos pigmento-proteína. En consecuencia podemos decir que el complejo antena es por tanto una proteína pigmento transmembrana. Los complejos antena también se denominan LHC, del inglés Light Harvesting Complex, o complejo colecto o captador de luz. 1
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES FOTOSINTÉTICOS
Existen dos complejos fotoquímicos denominados fotosistema I (PSI) y fotosistema II (PSII) en los que tienen lugar las reacciones iniciales de almacenamiento de energía. Si ambos fotosistemas funcionan en serie se producen dos reacciones fotoquímicas en serie. El PSI absorbe luz del rojo lejano de 700nm (longitudes de onda superiores a 680 nm), produce un reductor fuerte capaz de reducir NADP+ y un oxidante débil. El PSII absorbe luz del rojo de 680nm, produce un oxidante muy fuerte capaz de oxidar al agua y un reductor más débil que el producido por el PSI. 1
La figura, SE muestra un esquema de estas propiedades que se conoce como esquema en Z, implica ambos fotosistemas y explica las reacciones fotoquímicas que ocurren en los organismos fotosintéticos que generan oxígeno. 1
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| Esquema en Z |
Ambos fotosistemas son física y químicamente diferentes, contienen cada uno su complejo antena y su centro de reacción, y están unidos por una cadena de transporte electrónico. 1
Además de PSII y PSI, englobados en la membrana tilacoidal se encuentran también otros dos complejos proteicos: el complejo citocromo b6f y la ATP sintasa. 1
Por lo tanto , son cuatro complejos los que llevan a cabo las reacciones luminosas de la fotosíntesis: PSII, complejo citocromo b6f, PSI y ATP sintasa. Veamos de nuevo el esquema en Z. 1
La clorofila de los centros de reacción, como ya sabemos, es una clorofila especializada que denominamos P680 en el PSII y P700 en el PSI (haciendo referencia a sus características espectrales). 1
El funcionamiento básico de todo este conjunto sería el siguiente:
El funcionamiento básico de todo este conjunto sería el siguiente:
• El PSII oxida el agua y produce O2 liberando protones al lumen tilacoidal. 1
• El complejo cit b6f recibe electrones del PSII y los cede al PSI. También transporta protones al lumen desde el estroma. 1
• El PSI reduce el NAP+ a NADPH en el estroma gracias a la acción de una ferredoxina (fd) y una flavoproteína ferredoxina-NADP reductasa (FNR). 1
• La ATP sintasa produce ATP en el estroma a medida que los protones difunden a su través desde el lumen hacia el estroma. 1
Análisis comparativo de la respiración y la fotosíntesis
En la fosforilación oxidativa, los electrones son transferidos desde un donador de electrones de alta energía a un aceptor a través de una cadena de transporte de electrones. En la fotofosforilación, la energía de la luz solar es usada para crear un donador de electrones altamente energético y un aceptor de esos electrones. Los electrones son transferidos desde el donador hasta el aceptor por una cadena de transporte totalmente diferente a la observada en las mitocondrias. La cadena de transporte de electrones fotosintética tiene varias similitudes con la cadena oxidativa. Tienen transportadores móviles, transportadores liposolubles y móviles, transportadores hidrosolubles y bombas de protones, que se encargan de generar el gradiente electroquímico. 1
Bibliografía
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