Fotossintese Resumo

A fotossíntese ocorre nos cloroplastos de algas e plantas, estruturas delimitadas por membranas duplas, preenchidas com discos ornamentados, amplificados (membranas tilacoides) que contêm a maquinaria fotosintética. As reações luminosas da fotossíntese são aquelas que dependem diretamente da absorção de luz; a fotocanímica resultante retira elétrons de H2O e adiciona-os por meio de uma série de carregadores ligados à membrana, produzindo NADPH e ATP. As reações de assimilação de carbono da fotossíntese reduzem o CO2 com os elétrons do NADPH e com a energia do ATP. Lumens de luz visível têm energia suficiente para descompor reações fotoquímicas que, em organismos fotosintetizantes, acabam levando à síntese de ATP. Nas reações de luz dos plantas, a absorção de um fóton excita as moléculas de clorofila e outros pigmentos, os quais canalizam a energia para os centros de reação nas membranas tilacoides. Nos centros de reação, a fotoxidação resulta em uma separação de cargas que produz um forte doador de elétrons e um forte aceitador de elétrons. O fotossistema I das plantas passa elétrons do seu centro de reação excitado, P700, por meio de uma série de carregadores, para a ferredoxina, que então reduz NADP+ a NADPH. O centro de reação do fotossistema II das plantas, PS680, passa elétrons para a plastoquinona, e os elétrons perdidos do PS680 são repostos por elétrons de H2O. O fluxo de elétrons pelos fotossistemas produz NADPH e ATP; o fluxo cíclico de elétrons produz apenas ATP e permite variabilidade nas propriedades de NADPH e ATP formadas. A localização do PSI e do PSII entre as lâminas granais estromais pode mudar e é indiretamente controlada pela intensidade da luz, otimizando a distribuição de excitação entre PSI e PSII para uma captura eficiente de energia. A quebra da água promovida pela luz é catalisada por um complexo proteico contendo Mn e Ca; O2 é produzido. A plastoquinona reduzida carrega elétrons para o complexo de citocromos b6f. Dali eles passam para a plastocianina e então para o P700, para reparar aqueles perdidos durante a fotoxidação. O fluxo de elétrons pelo complexo de citocromos b6f bomba prótons através da membrana plasmática, criando uma força próton-motriz que fornece energia para a síntese de ATP por uma ATP-sintase. Em plantas, tanto a reação de quebra da água quanto o fluxo de elétrons pelo complexo de citocromos b6f são acompanhados pelo bombeamento de prótons através da membrana tilacoide. A força próton-motriz assim criada promove a síntese de ATP por um complexo CFo.CF1 similar ao complexo FoF1 mitocondrial. O mecanismo catalítico do CFo.CF1 é muito similar ao de ATP-sintases de mitocôndrias e bactérias. A rotação física promovida pelo gradiente de prótons é acompanhada pela síntese de ATP em sítios que se alternam entre três combinações, uma com alta afinidade por ATP, uma com alta afinidade por ADP e Pi e uma com baixa afinidade pelos dois.