Se ha demostrado, que la vida en la tierra tiene su dependencia fundamental de la energía solar, sin esta no se puede dar la producción de la materia orgánica, esto quiere decir; los alimentos que consumimos a diario tanto humanos como animales, los combustibles fósiles (petróleo,
gas, gasolina, carbón); así como la leña, madera, pulpa
para papel, inclusive la materia prima para la fabricación de fibras
sintéticas, plásticos, poliester, entre otros. Para que se capte la energia solar existen prosesos fotosinteticos los cuales se conoceran a continuación.
Es un proceso encargado de convertir la energía solar en energía química, la fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos. En el proceso fotosintético, se da la producción de glucosa y oxigeno esto a partir de luz solar, carbono y agua. A la reaccion fotosintética se le resume en la siguiente ecuación química:
Para las células, la principal fuente de energía es la glucosa, y el oxígeno, es sumamente importante tanto para las plantas, animales y cualquier otro organismo que lleve a cabo una respiracion aeróbica en las mitocondrias.
CLOROPLASTOS.
Conocidos como organelos de membrana doble, que contienen pigmentos fotosintéticos encargados de la absorción de la luz, se encuentran en plantas, algas verdes y cianobacterias. Estructuralmente como ya hemos mencionado los cloroplastos, posee una membrana doble; la membrana externa es sumamente permeable gracias a la presenciade porinas, en mayor medida que la membrana interna, en esta membrana contiene proteínas específicas para el transporte.
Dentro de cada uno de los cloroplastos, existen cuerpos mas pequeños llamados granas, estas forman una envoltura que recibe el nombre de cuantosoma dentro de la cual se encuentra la clorofila, que interviene en la fase luminosa de la fotosíntesis. Entre las granas existe una sustancia que recibe el nombre de estroma este contiene enzimas que intervienen en la fase oscura de la fotosíntesis. En el estroma se llevan a cabo reaccionesde fijacion de CO2, contiene ADN circular bicatenario, ribosomas (de tipo 70S, como las bacterias), granulos de almidón, lípidos y otras sustancias.
Posee una serie de Saculos delimitados por na membrana que se denomina tilacoides, esta membrana contiene susutancias como pigmentos fotositéticos (clorofila, carotenoides, xantofilas), diversos lipidos, proteínas de la cadena de electrones fotosintéticas y enzimas como la ATP sintasa.
GENOMA DEL CLOROPLASTO
Los cloroplastos poseen su propio material genético a este se le denomina ADNcp su estructura es similar al mitocondrial. Su ADN tiene forma circular , lo constituye una doble hebra super contraída y no existen proteinas como en el caso de las histonas de cromosomas nucleares. en muchas ocaciones existen grandes diferencias entre la guanina-citosinas del ADNcp, el ADN nuclear y el ADNmt,lo cual permite separar al ADNcp en un gradiente de cloruro de cesio.
El ANDcp es mucho mas grande que el ADNmt, su tamaño varia entre 80 y 600kb. En todos los genomas delos cloroplastos se conoce que tienen hasta ahora una proporcion muy alta de secuencias de ADN que no codifican ningun producto.
El número de copias del ADNcp en cada cloroplasto varia, pero siempre hay copias por cada cloroplasto y estas se
distribuyen en grupos que forman nucleoides.
El genoma cloroplástico contiene los genes para producir cada uno de los
ARNr de los ribosomas típicos del cloroplasto (16S, 23S, 4,5S y 5S). También
contiene genes para los ARNt, y genes que codifican algunas (pero no todas) las
proteínas requeridas en los procesos de transcripción y traducción dentro del
cloroplasto (como ser las proteínas de los ribosomas, las subunidades de la ARN
polimerasa y los factores de traducción), o requeridas para la fotosíntesis.
Algunos, aunque no todos los genes que codifican proteínas en el ADNcp
transcriben intrones. Algunas de las proteínas con funciones dentro del
cloroplasto son codificadas en el DNA nuclear y sintetizadas en el citoplasma y
luego ingresadas al cloroplasto.
PROCESOS FOTOSINTÉTICOS
El proceso de fotosintesis, tiene dos fases o etapas, la fase luminica (fotonica) y la fase oscura(afotonica).
FASE LUMINICA:
Se resume de la siguiente manera:
Parte 1: la fotólisis
La luz llevan un electrón del fotosistema II
(clorofila P680) a un nivel de energía más alto, quien al caer de nuevo recorre
el camino de la fotofosforilación acíclica y no regresa a la clorofila. Esa
clorofila lo repone de una molécula de agua, que es partida en el proceso (dos
electrones por molécula de agua, por ello doble reacción).
El Resultado:
Se libera el oxígeno; Iones de hidrógeno H+ se unen luego a las moléculas
transportadoras de hidrógeno NADP, vea fotofosforilación acíclica.
Parte 2: fotofosforilación.
1. Fotofosforilación cíclica:
Un
electrón del fotosistema I (clorofila P700) se eleva a un mayor nivel de
energía y durante la caída al nivel bajo de energía en la misma clorofila se
forman dos moléculas de ATP.
Resultado:
Formación de 2 x ATP.
Los pigmentos que se encuentran en los tilacoides de los cloroplastos estan organizados en fotosistemas o cuantosomas la luz captada en ellos por
pigmentos que hacen de antena, es llevada hasta la molécula de "clorofila
diana o clorofila a" que es la molécula que se oxida al liberar un
electrón, que es el que irá pasando por una serie de transportadores, en cuyo
recorrido liberará la energía.
Los fotosistema I y II, el I se asocia a las formas de clorofila a, que absorbe a longitudes de onda de
700 nm ( P700 ), mientras que el fotosistema II tiene un centro
de reacción que absorbe a una longitud de onda de 680 nm ( P680
). Cada uno de estos fotosistemas se encuentra asociado a polipeptidos
en la membrana tilacoidal y absorben energía luminosa independientemente.
En el fotosistema II, se produce la fotólisis del agua y la liberación
de oxígeno; sin embargo ambos fotosistemas operan en serie, transportando
electrones, a través de una cadena transportadora de electrones.
En el fotosistema I se transfieren dos electrones a la molécula de
NADP+ y se forma NADPH, en el lado de la membrana tilacoidal
que mira hacia el estroma.
2. Fosforilacion Acíclica
El
electrón del fotosistema II (vea fotólisis) cae a un nivel menor de energía y
es recibido por la clorofila (P700) del fotosistema I. En este proceso se forma
un ATP ( medida de energía) . Esa clorofila, a su vez, por acción de la luz
eleva de nuevo un electrón a un nivel superior de energía. De allí cae un poco,
de nuevo a la molécula transportadora de energía NADP, que ahora, por los
electrones de la fotólisis, puede unir los iones de hidrógeno H+ .
Resultado:
- Los electrones se transfieren al NADP,
- Se forma ATP una vez.
FASE OSCURA:
En esta
fase, se utiliza la energía química obtenida en la fase luminosa, en
reducir CO2, Nitratos y Sulfatos y asimilar los bioelementos C, H, y S, con el
fin de sintetizar glúcidos, aminoácidos y otras sustancias.
Las plantas obtiene el CO2 del aire a través de
los estomas de sus hojas. El proceso de reducción del carbono es cíclico y se
conoce como Ciclo de Calvin.
Para que el CO2 se fije deben darse 3 fases estas son:
1. Carboxilativa.
2. Reductiva.
3. Regenerativa/sintetica.
4 comentarios:
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e.g.
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