AS REAÇÕES DA FOTOSSÍNTESE
Para a biossíntese de compostos orgânicos na forma de carboidratos, ocorrem diversos processos onde inicialmente a energia do sol é captada e absorvida por pigmentos especiais.
Esses pigmentos são energizados e transferem seus elétrons molécula a molécula gerando um fluxo a partir da quebra oxidativa da molécula de água que se dissocia em elétrons e prótons H+ com liberação de oxigênio para a atmosfera.
O fluxo de elétrons impulsiona um gradiente eletroquímico de prótons que é usado para produzir ATP e reduzir a coenzima NADP a NADPH.
Essas moléculas são usadas para fixar e reduzir o CO2 a açúcares simples.
Todos os processos que acontecem na fotossíntese são divididos em dois tipos de reações.
As REAÇÕES FOTOQUÍMICAS dependentes da luz, de conversão de um tipo de energia em outro e as REAÇÕES BIOQUÍMICAS, onde a energia convertida é utilizada para a redução e fixação do CO2 independentemente da presença da luz.
ESTRUTURAS, FENÔMENOS E MOLÉCULAS ENVOLVIDAS NA FOTOSSÍNTESE
AS REAÇÔES FOTOQUÌMICAS
As reações fotoquímicas têm lugar nas membranas tilacóides dos cloroplastos. Nas membranas tilacóides estão localizados diversos tipos de pigmentos representados por moléculas de clorofila de diversos tipos e carotenóides.
OS TILACÓIDES
Os tilacóides são estruturas membranosas que formam sacos que se sobrepõem como se fossem moedas empilhadas chamados GRANA.
As estruturas membranosas também formam prolongamentos em forma de lamelas achatadas os TILACÓDES ESTROMÁTICOS.
Os tilacóides estão localizados no interior dos cloroplastos mergulhados no estroma.
As membranas dos tilacóides não estão ligadas à membrana interna dos cloroplastos como acontece com as cristas mitocondriais que são prolongamentos da membrana interna daquelas organelas.
OS FOTOSSISTEMAS
Ao longo das membranas dos tilacóides os pigmentos estão agrupados em conjuntos organizados formando dois fotossistemas, o FOTOSSISTEMA I e o FOTOSSISTEMA II.
Cada fotossistema possui um COMPLEXO ANTENA e um CENTRO DE REAÇÃO.
O FS I e o FS II estão interligados por uma CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS.
O FS II se localiza distribuído principalmente nos grana, aqueles tilacóides em forma de moedas empilhadas e o FS I nos tilacóides estromáticos ou na parte externa dos grana.
O COMPLEXO ANTENA
O complexo antena de cada fotossistema capta a energia e a transfere para o centro de reação.
O complexo antena é constituído de clorofilas tipo b, c e carotenóides diversos.
Esses pigmentos têm atividade acessória com funções complementares de amplificação da energia eletromagnética ao captarem e absorverem diferentes faixas de onda da luz visível.
Assim essas moléculas foto receptoras absorvem as partículas de luz na forma de FÓTONS que fazem com que os elétrons de suas moléculas sejam elevados a um nÍvel mais alto de energia, saltando para as órbitas mais externas da eletrosfera de seus átomos constituintes.
RESSONÂNCIA
Ao serem elevados a um nível mais alto de energia os elétrons são transferidos de uma molécula para outra sucessivamente num processo denominado RESSONÂNCIA ELETROMAGNÉTICA.
Os fótons interagem com o campo eletromagnético dos átomos de cada molécula de pigmento e estas interagem umas com as outras em sequência formando um fluxo de elétrons.
O CENTRO DE REAÇÃO
A energia é transferida por ressonância entre as moléculas dos diversos pigmentos até o centro de reação de cada fotossistema.
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A CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
Os elétrons fluem na cadeia transportadora deslocados por transportadores móveis como a plastoquinona e a plastocianina.
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O PROCESSO DE TRANSDUÇÃO
O processo de conversão de um tipo de energia em outro é denominado TRANSDUÇÃO.
Na fotossíntese a transdução ocorre com a transformação da energia eletromagnética da luz em ATP pela fotofosforilação do ADP + Pi e a redução da coenzima NADP a NADPH.
Este fenômeno é direcionado pelo fluxo de ELÉTRONS através da ressonância que os transfere bem como a sua energia molécula a molécula até os locais de síntese das biomoléculas armazenadoras de energia.
O COMPLEXO ATP SINTETASE
O complexo ATP SINTETASE se encontra nos tilacóides do estroma, aqueles em forma de lamelas ou vesículas achatadas.
É o local da síntese de ATP que será usado para a fixação do CO2 nas reações bioquímicas que acontecem no estroma do cloroplasto.
LIGAÇÃO QUIMIOSMÓTICA DA FOTOFOSFORILAÇÃO
Ao ser energizado, o FSII retira elétrons da água que tem sua molécula clivada e seus elementos constituintes liberados das ligações que os une.
Os elétrons da água fluem para o FSII, que através da cadeia transportadora de eletrons os transfere para o FSI. Do FSI os elétrons são encaminhados para o NADP que é reduzido a NADPH.
O fluxo de elétrons da cadeia transportadora bombeia os prótons H+ do estroma do cloroplasto para o interior do tilacóide, criando um gradiente eletroquímico com uma grande concentração de H+ no lumem deste.
Os protons então fluem novamente a favor do gradiente para o estroma que tem menos protons, através do complexo ATP SINTETASE da membrana tilacóide, impulsionando a sintese de ATP
FOTÓLISE DA ÁGUA
A clivagem da molécula de água mediada pela energia da luz solar é um processo oxidativo e denomina-se FOTÓLISE.
Nesse processo, os elétrons fluem da água para o FS II o que provoca o rompimento das forças que mantêm seus componentes unidos, liberando H+ para ser utilizado na redução do NADP a NADPH e para a síntese de ATP. O oxigênio é dispersado na atmosfera.
O ATP como já foi visto será usado para a fixação do carbono nas reações bioquímicas
O NADPH será utilizado nas mesmas reações para a redução do CO2 a carboidratos no estroma do cloroplasto.
