Fotoquímica

Os pigmentos do complexo antena transferem os elétrons para o centro de reação. Elétrons são liberados pelo centro de reação do PSII e recebidos pela plastoquinona, que é o aceptor primário de elétrons. Estes elétrons passam por uma cadeia transportadora liberando energia utilizada na produção de ATP (adenosina trifosfato). Os elétrons com menos energia entram na molécula de clorofila a repondo os liberados pela ação da luz. A molécula de clorofila absorve energia luminosa. Esta energia é acumulada em elétrons que, por este fato, escapam da molécula sendo recolhidos por substâncias transportadoras de elétrons. A partir daí, estes realizarão a fotofosforilação, que, dependendo da substância transportadora, poderá ser cíclica ou acíclica (mais conhecido como esquema Z) (Figura 1). Em todos os dois processos, os elétrons cedem energia, que é utilizada para a síntese de ATP por de fosforilação – processo em que adiciona um fosfato rico em energia no ADP (adenosina di-fosfato). Os produtos gerados nessa etapa são ATP, O2 e NADPH.

Proces14
Figura 1. Detalhe do esquema Z para emissão de O2 em organismos fotossintetizantes. (TAIZ & ZEIGER, 2004)

1) Fotofosforilação acíclica: O fluxo de elétrons ocorre de maneira unidirecional, sendo este associado à fotólise da água e síntese de ATP;

2) Fotofosforilação cíclica: O fluxo de elétrons é cíclico, como o próprio nome já diz, estando relacionado apenas à síntese d eATP. O elétron sai da clorofila a, é captado pela ferrodoxina e passa por transportadores de elétrons, havendo nos cloroplastos liberação de energia, que será utilizada na síntese de ATP. Estes processos acontecem simultaneamente nos cloroplastos.

A energia do ATP é empregada na redução do CO2 pelo NADPH2 também formado na etapa fotoquímica.

O processo de absorção e transferência de energia radiante é realizado por dois sistemas de pigmentos, os quais são denominados de Fotossistema I (PSI) e Fotossistema II (PSII). Ambos são constituídos por cerca de 250 moléculas de clorofilas, distribuídas entre “a” e “b” em diferentes proporções, sendo que a relação clorofila a/ clorofila b no PSI é maior do que no PSII.

1) Fotossistema I – o par de clorofila a do centro de reação absorve melhor a luz de 700nm – P700;

2) Fotossistema II – o par de clorofila a do centro de reação absorve melhor a luz de 680nm – P680.

Cada fotossistema representa uma unidade fotossintética, a qual está envolvida na absorção de um quantum, funcionando a semelhança de uma “antena”.

Para a liberação de um mol de oxigênio no PSII são necessárias 10 quanta, os quais são absorvidas por aproximadamente 2500 moléculas de clorofilas.

Desta forma, o centro de reação recebe cerca de 250 vezes mais quanta por unidade de tempo, do que se fosse absorver luz isoladamente.

A participação dos dois fotossistemas (PSI e PSII) no processo de absorção e transferência da energia necessária para a ocorrência das reações fotoquímicas, foi esquematizada por Hill e Bendall em 1960, baseados nos potenciais de oxirredução dos vários componentes do sistema.

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