FOTOSINTESIS, el proceso bioquímico

FOTOSÍNTESIS

Es el proceso bioquímico por el cual la energía lumínica es trasformada en energía química en forma de azucares (glucosa y otros azucares) a partir de agua y dióxido de carbono resultando como metabolito el oxígeno, aportando de esta manera energía y carbono orgánico (fijo) para los organismos que realizan este proceso; las moléculas de glucosa serán trasformadas en moléculas de adenosina trifosfato (ATP) que proporcionaran energía la organismo para sus procesos vitales; mientras tanto el dióxido de carbono (CO2)  mediante el proceso denominado “fijación del carbono” en este el carbono cambia y pasa de ser carbono inorgánico a orgánico, que será ocupado en otros bioprocesos para formar moléculas orgánicas necesarias para el organismo 1.

En las plantas, la fotosíntesis es principalmente llevada cabo en las hojas, la cual es realizada en la capa intermedia llamada mesófila, los gases de CO2 y O2 son difundidos a través de los poros llamados estomas; la fotosíntesis es realizada dentro del orgánulo llamado cloroplasto 2. Estos son orgánulos que usan la energía de la luz para  impulsar la formación de ATP y NADPH, compuestos utilizados con posterioridad para el ensamblaje de azúcares y otros compuestos orgánicos; Además están cubiertos por una membrana interna y externa, con alto contenido de galactolipidos y sulfolipidos, entre estas capas podemos encontrar al estroma, una cámara que almacena ADN plastidial, circular y de doble hélice, plastorribosomas, enzimas e inclusiones de granos de almidón y las inclusiones lipídicas; inmerso en este se encuentra los tilacoides 2,3, unos sáculos aplanados donde se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis 4. En sus membranas se ubican los complejos proteicos encargados de captar la energía lumínica, llevar a cabo el transporte de electrones y sintetizar ATP. De igual manera hay moléculas de clorofila, un pigmento con el fin de absorber la luz a través de la cual comienza todo el proceso de fotosíntesis. La clorofila es responsable del color verde de las plantas 2.

FASES DE LA FOTOSISTESIS.

Fase luminosa

Existen millones de unidades fotosintéticas en la membrana del tilacoide, las cuales están formados de 2 foto sistemas p680 y p700, las moléculas del pigmento clorofila A absorben energía tanto de p680 como p700 a partir de los fotones, la clorofila A absorbe directamente 1 fotón si este tiene la cantidad necesaria de energía, si el fotón no tiene la energía suficiente para la clorofila A entonces los pigmentos antena absorberán su energía y la trasmiten a la clorofila A; los fotones bombardean constantemente a la clorofila, las dobles ligaduras de las moléculas son las afectadas en proceso, un fotón golpea uno de los electrones que forman la doble ligadura y desplaza a los electrones de sus orbitas, la molécula se vuelve deficiente en electrones y debe ser remplazados rápidamente, estos electrones de remplazo vienen del  agua que está disponible en tilacoide, a través de un proceso llamado fotolisis, las moléculas de agua se rompen dando 2 electrones, 2 protones y un átomo de oxígeno que rápidamente se une con otro átomo para formar una molécula de gas de O2 , el cual se liberan a la atmosfera; los protones quedan adentro del tilacoide y los electrones libres remplazan a los perdidos 5,6.

Durante el proceso de absorción de fotones, esos electrones que perdió la p680 se llevan a través de moléculas trasportadoras especiales al p700, que necesita electrones, este a su vez los traslada  otro trasportador que los envía un sitio en el exterior del tilacoide llamado estroma; a todo este sistema se le conoce como sistema trasportador de electrones, el cual tiene como base reacciones de oxido-reducción, algunas moléculas trasportadoras tiene otra función la cual es trasportar electrones y protones en forma de átomos de hidrogeno; por esta función extra se les conoce como trasportadores de hidrogeno, uno los más importantes es la plastoquinona (PQ), localizada entre p680 y p700 actúa como una bomba de protones entre el estroma y el interior del tilacoide; los protones están fuera del tilacoide en el estrona y la función de la PQ además de trasportar electrones es trasferir protones desde el estroma hacia el interior del tilacoide, la PQ solo puede trasportar átomos de hidrogeno por lo cual al llegar 2 electrones se ven atraídos 2 protones del estroma, al unirse forman 2 átomos de hidrogeno, de esta manera la PQ se trasforma en PQH2 que se mueve hasta el interior de la membrana del tilacoide llegando a sistema p700 liberando los protones al interior y los electrones regresan al sistema trasportador de electrones, los cuales viajan a través de varios trasportadores mas hasta llegar a un pequeña molécula llamada FAD al final de la cadena trasportadora de electrones, cuando FAD adquiere 2 electrones una molécula de NADP se acerca para recogerlos, convirtiéndose en NADPH2 regresando al estroma 5,6.

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