A fotossíntese ocorre no interior das células
das plantas e de outros organismos autotróficos fotossintetizantes,
como em algas e alguns procariontes. É no cloroplasto que ela acontece.
A fotossíntese é um
processo em que a energia solar é capturada por esses organismos
fotossintetizantes convertendo-a em energia química. Esse processo é
fundamental para a sobrevivência da vida no planeta e é a principal forma pela
qual a energia entra na biosfera.
A produção de compostos orgânicos está baseada em água e dióxido de
carbono. Um dos produtos finais desse processo é o oxigênio, que é liberado no
ambiente
A
fotossíntese acontece em duas etapas: a reação luminosa e a reação de fixação
de carbono.
Na
reação luminosa, estão envolvidos dois fotossistemas, que são unidades formadas
por moléculas de pigmentos. Nesses fotossistemas, observam-se duas regiões: o
complexo antena e o centro de reação.
O complexo antena coleta a energia
luminosa e leva-a para o centro de reação. No centro de reação, está presente
um par de clorofila a - responsável por utilizar a energia luminosa na reação.
Existem
dois tipos de fotossistema, que trabalham juntos: o fotossistema I e o
fotossistema II. No fotossistema I, um par de moléculas especiais de clorofila,
designado de P700, está relacionado com o pico ótimo de absorção. O
fotossistema II apresenta um par de clorofila a denominado de P680.
Lembre-se: Os componentes dos dois fotossistemas são o complexo antena e
o centro de reação.
Como já foi dito a fotossíntese
ocorre em etapas ou fases que são denominadas fase luminosa ou fotoquímica e
fase de fixação de carbono:
·
Fase luminosa ou fotoquímica
¨Nessa
fase, que ocorre nos tilacoides dos cloroplastos, acontece a captação de
energia luminosa, e esta é utilizada na produção de moléculas de ATP e na redução de moléculas
de NADP+. A redução ocorrerá com a utilização proveniente da quebra de
moléculas de água (fotólise da água). Esse processo dará origem ao NADPH, que
será utilizado nas reações de fixação do carbono, fornecendo energia.
Essa fase
é constituída por dois fotossistemas, fotossistema I e fotossistema II. Cada fotossistema pode ser
constituído por até cerca de 400 pigmentos e apresenta dois componentes: o
complexo antena e o centro de reação. O complexo antena, constituído por
moléculas de pigmento, absorve a energia luminosa e transfere-a para centro de
reação, em que ela será convertida em energia química. O centro de reação é
constituído por proteínas e clorofila.
A energia luminosa é absorvida por uma molécula de
pigmento no complexo antena e transferida para uma outra molécula de pigmento,
e assim sucessivamente até atingir o centro de reação, no qual se encontra com
um par de moléculas de clorofila a associado a
proteínas específicas.
Quando uma
molécula de clorofila a absorve a
energia, um de seus elétrons é transferido para um receptor de elétrons. À
medida que ocorre a transferência desses elétrons, eles são substituídos por
outros provenientes da fotólise da água, que ocorre no fotossistema II.
O aceptor
final dos elétrons é uma proteína chamada ferredoxina, que irá transferir os
elétrons para NADP+, reduzindo-os a NADPH. O processo de fotólise da água
liberará prótons que serão
bombardeados para o lúmen do tilacoide, estimulando a síntese de ATP.
O processo
de fotólise da água também é responsável pela produção de O2. No fotossistema I, os
pigmentos absorvem comprimentos de ondas de 700 nm ou maiores. Já no fotossistema II, os pigmentos absorvem comprimentos de
ondas 680 nm ou menores. Geralmente os dois fotossistemas atuam em conjunto,
entretanto, o fotossistema I pode atuar de forma independente.¨
·
Fase de fixação do carbono
¨Essa fase
ocorre no estroma do cloroplasto por meio de reações denominadas Ciclo de Calvin, o qual consiste em três etapas. Na etapa de fixação do carbono, serão
utilizadas as moléculas de NADPH e ATP produzidas na fase luminosa para a
produção de açúcares com base na redução do carbono fixado. O processo
inicia-se com a fixação do carbono a um açúcar constituído por cinco carbonos
com dois grupos fosfato, conhecido como ribulose 1,5-bifosfato.
A fixação
do carbono pela maioria das plantas ocorre geralmente por meio de uma enzima
denominada RuBisCo. Essas plantas são denominadas C3, pois o primeiro produto do ciclo — duas
moléculas de 3-fosfoglicerato ou ácido 3-fosfoglicérico (PGA) — apresenta três
átomos de carbono em cada uma das moléculas. Entretanto, algumas plantas,
denominadas C4, formam como primeiro
produto um composto com quatro átomos de carbono e apresentam um modo
alternativo de fixação do carbono.
Na segunda
etapa, ocorre a redução do 3-fosfoglicerato a gliceraldeído 3-fosfato ou
3-fosfogliceraldeído (PGAL). Nessa etapa a fixação de três moléculas de CO2 a três moléculas de
ribulose 1,5-bifosfato dará origem a seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato.
Na terceira e última etapa do Ciclo
de Calvin, cinco das seis moléculas de gliceraldeído 3-fosfato, formadas na
segunda etapa, são usadas para regenerar três moléculas de ribulose
1,5-bifosfato, o material inicial, fechando, assim, o ciclo.¨
Essa postagem foi produzida a partir
de textos dos seguintes sites:
