"La fotosíntesis es un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química." Querelle y Cia Ltda.
Hay dos fases que intervienen en la fotosíntesis, la fase luminosa, que depende de la luz, y la fase oscura que depende de la fase luminosa.
La fase luminosa ocurre en la membrana del tilacoide. La luz es empleada para producir ATP y NADPH. El agua provee el electrón necesario y se produce oxigeno.
La fase luminosa es una reacción en cadena que comienza en el fotosistema 2. La luz excita el pigmento de la clorofila, haciendo que el magnesio libere un electrón, la plastoquinona recibe ese electrón y lo lleva a través de la membrana al citocromo. Del estroma es bombeado 4 H+ (para aumentar la concentración de hidrogeniones) hacia dentro del tilacoide. Una molécula de agua se hidroliza, haciendo que el electrón sea reemplazado en la clorofila. El electrón que se esta trasladando a la plastoceanina va disminuyendo su nivel energético pero al albergar en el fotosistema 1 lo aumenta, posteriormente el electrón pasa a la federoxina que esta en el exterior del tilacoide, para ayudarlo a llegar a la enzima NADP+ reductasa, donde ocurre la siguiente reacción: NADP+ se une con H+ para producir NADPH. El NADP+ se reduce, absorbiendo el electrón para formar NADPH, en cambio el agua pierde sus electrones, oxidándose. Por cada 2 moléculas de H2O se libera 4 H+ y 02.
Cuando hay aumento de hidrogeniones dentro del tilacoide se activa la proteína ATP sintasa, para liberar un H+ se necesita que el ADP y un grupo fosfato se unan, haciendo que el H+ salga del tilacoide pero también se produce ATP. El H+ que sale puede volver a entrar al tilacoide por medio del fotosistema 2. Los productos que se obtienen en esta fase, el ATP y la NADPH se dirigen a la siguiente fase, al ciclo de Calvin que ocurre en el estroma.
La segunda fase de la fotosíntesis es la fase oscura o ciclo de Calvin, se da en el estroma y los productos de la fase luminosa son usados en esta fase para incorporar CO2. Intervienen 3 fases:
1. Fijación del carbono: la ribulosa bifosfato carboxilasa "rubisco" transfiere el carbono del dióxido de carbono al interior de la ribulosa difosfato.
2. Reducción: el ATP y la NADDPH son usados para reorganizar la RUBP en gliceraldehido 3-fosfato (G3P) en un azúcar de 3 carbonos.
3. Regeneración: el ATP es usado para construir RUBP a partir de G3P
En este ciclo se comienza con una ribulosa y CO2, la rubisco fija el C del CO2 para formar fosfoglicerato (3C). Se utiliza ATP para formar difosfoglicerato (3C) y se libera ADP. Se utiliza NADP.H para formar Gliceraldehido.fosfato (3C) y se libera NADP+ y Pi. Sale un Gliceraldehido.fosfato (3C) para unirse con H+ y obtener glucosa, liberándose fosfato. Las otras moléculas de Gliceraldehido.fosfato (3C), exactamente 5 moléculas, sufren algunos algunos cambios hasta formar una nueva molecula de ribulosa-difosfato.
En el ciclo de Calvin se utiliza 6 moléculas de ribulosa y 6 CO2, para finalmente producir una molécula de glucosa y la regeneración de otras 6 moléculas de ribulosa. Además de estas moléculas también se utilizan 9 ATP y 6 NADPH. Y como productos también se obtienen 1 G3P, 9 ADP + Pi, O2 y NADP+, algunos de estos productos son utilizados en la fase luminosa, excepto el O2, que es liberado a la atmosfera.
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