La función principal del cloroplasto es realizar la fotosíntesis. Ésta es un proceso anabólico y autotrófico primordial, del que depende la vida sobre
La reacción o ecuación global de la fotosíntesis en realidad, se lleva a cabo en dos etapas o fases distintas:
· Fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill es la primera etapa de la fotosíntesis, que convierte la energía solar en energía química y tiene lugar en presencia de luz. La luz es absorbida por complejos formados por clorofilas y proteínas. Estos complejos clorofila-proteína se agrupan en unidades llamadas fotosistemas, que se ubican en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos. Durante esta fase tienen lugar dos procesos muy importantes: la fotólisis del agua por la que se obtiene poder reductor en forma de coenzimas reducidas (NADPH), y la fotosfosforilación que produce ATP. El producto de desecho de esta fase es el oxígeno molecular.
Se denomina fase luminosa o clara, ya que al utilizar la energía lumínica, sólo puede llevarse a cabo en condiciones de alta luminosidad, ya sea natural o artificial.
Las reacciones de la fase luminosa de la fotosíntesis se desarrollan de la siguiente manera:
- Absorción o captación de la luz solar: es llevada a cabo por los pigmentos fotosintéticos. Éstos son las clorofilas y los carotenoides. Estos pigmentos junto a proteínas específicas se encuentran agrupados formando los llamados fotosistemas, que aparecen ubicados en las membranas tilacoidales de los cloroplastos. La clorofila constituye el centro de reacción del fotosistema y los demás pigmentos y proteínas el complejo denominada antena.
- Transporte o flujo electrónico fotosintético: Al chocar los fotones con el fotosistema son arrancados electrones de la molécula. Estos electrones arrancados del centro de reacción cargados con la energía del fotón, son transportados por un conjunto de proteínas transportadoras, situadas en la membrana tilacoidal, hasta la coenzima NADP+, que se reduce a NADPH. En la cadena de transporte de electrones funcionan intercalados dos fotosistemas:
Fotositema I (FSI). Capaz de absorber luz de l <700 nm. Su centro de reacción se denomina P700 porque su máximo de absorción se encuentra a 700 nm
Fotosistema II (FSII): capaz de absorber luz de l<680 nm. Su ce-ntro de reacción se denomina P680 porque su máximo de absorción se encuentra a 680 nm.
Fotofosforilación: es la formación de ATP debida a la luz. Para que tenga lugar la fase oscura de la fotosíntesis se necesita NADPH y ATP. Según la “hipótesis quimiosmótica” de Mitchell, la energía liberada en le transporte de electrones se utiliza para bombear protones, en contra de un gradiente, desde el estroma al espacio intratilacoidal. Estos protones regresan al estroma a favor de gradiente a través del complejo enzimático denominado ATP-asa, que utilizará la energía liberada en el transporte para fosforilar el ADP y transformarlo en ATP.
· Fase oscura: no requiere la presencia de luz. Se produce la reducción de la materia inorgánica a materia orgánica gracias al poder reductor y al ATP obtenidos en la fase anterior.
Esta es la función de la fotosíntesis completa:
La fase oscura de la fotosíntesis o ruta de asimilación del CO2 es de carácter cíclico y fue descubierta por Calvin en los años 50. Utilizando la técnica de marcaje con isótopos radiactivos, se descubrió que el CO2 se incorpora en primer lugar a una molécula de 5 átomos de carbono que es la ribulosa 1,5-difosfato, dando origen a un compuesto intermedio de seis átomos de carbono, que se descompone a continuación en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérido, de tres átomos de carbono
De acuerdo con lo anteriormente dicho, la fotosíntesis se puede representar mediante una ecuación global como la siguiente:
H2O + CO2+ Energía luminosa + clorofila --> (CH2O) + O2+H2O
En esta ecuación el compuesto resultante (CH2O) representa a un monosacárido, por ejemplo ,la glucosa.
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