El sol provee, en forma de radiación electromagnética, la energía necesaria para el funcionamiento de todos los ecosistemas terrestres y acuáticos, basados en la producción de materia orgánica a través del proceso de fotosíntesis. La radiación solar, por lo tanto, es determinante para regular los ciclos naturales (estaciones, día-noche) así como otros factores (gradientes en altura y latitudinales de la vegetación, distribución vertical en la columna de agua, etc.). Sin embargo, esta misma radiación que hace posible la vida sobre la Tierra puede ser en algunos casos perjudiciales especialmente aquella parte de la radiación llamada radiación ultravioleta (RUV, 280-400 nm). Los organismos que fotosintetizan son los primeros en ser afectados, ya que ellos reciben la radiación solar y representan el primer punto de la red trófica.
Desde el descubrimiento del "agujero" de ozono en la Antártida, se ha avanzado mucho en la investigación sobre la Fotobiología de la RUV. Hoy se sabe que la RUV es uno de los factores más importantes que determinan varios aspectos del ecosistema, tales como distribución, comportamiento, presencia de compuestos protectores, y otras adaptaciones
PIGMENTOS ANTENA Y CAPTACION DE LUZ
Los fotosistemas son los centros donde se agrupan los pigmentos fotosintéticos, como la clorofila, entre otros. Estas moléculas son capaces de captar la energía luminosa procedente del Sol. Un ejemplo es la fotosíntesis, que utiliza la luz visible blanca, que es una mezcla de varias longitudes de onda.
Existen dos tipos de fotosistemas:
• El Fotosistema I (F I), rico en clorofila a.
• El Fotosistema II (F II), rico en clorofila b.
1. Fotosistema I
La estructura del fotosistema I en una cianobacteria (alga azul-verde ") ha sido completamente resuelto. Es probable que se asemeja mucho a la de las plantas también.
Se trata de un homotrimero con cada subunidad en el trímero que contiene:
• 12 moléculas de proteínas diferentes obligado a 96 moléculas de clorofila a
2 moléculas del centro de reacción de la clorofila P 700, 4 moléculas de accesorios estrechamente asociados con ellos
90 moléculas que sirven como pigmentos antena
22 moléculas de carotenoides
• 4 moléculas de lípidos
• 3 grupos de Fe 4 S 4
• 2 phylloquinones
2. Fotosistema II
Fotosistema II es también un complejo de
•20 moléculas de proteínas diferentes obligado a 50 o más moléculas de clorofila a
2 moléculas del centro de reacción de la clorofila P 680
2 moléculas de accesorios cerca de ellos
2 moléculas de feofitina (clorofila sin el Mg + +)
el resto de las moléculas de clorofila a servir como pigmentos antena.
las moléculas denominadas carotenoides. También sirven como pigmentos antena como la plastoquinona
Captadores de Luz Complejos (LHC)
• LHC-I asociada con el fotosistema I
• LHC-II asociados con el fotosistema II
Estos LHCs también actúan como pigmentos de la antena y la recolección de luz que pasa su energía a sus respectivos fotosistemas.
El LHC-II de la espinaca es una homotrimer, con cada monómero que contenga
• un solo polipéptido
• 8 moléculas de clorofila a
• 6 moléculas de la clorofila b
• 4 moléculas de carotenoides
5. Citocromos b 6 y F
6. Sintetasa de ATP
Cómo funciona el sistema
• La luz es absorbida por los pigmentos de la antena de fotosistemas II y I.
• La energía absorbida se transfiere a las clorofilas del Centro de Reacción, P 680 en el fotosistema II, P 700 en el fotosistema I.
• Absorción de 1 fotón de luz por el fotosistema II elimina 1 electrón de P 680.
• Con su carga positiva resultante, P 680 es lo suficientemente electronegativo que se puede quitar 1 electrón de una molécula de agua.
• Cuando estos pasos se han producido 4 veces, lo que requiere 2 moléculas de agua, 1 molécula de oxígeno y 4 de protones (H +) son liberados
• Los electrones son transferidos (a través de plastoquinona - PQ en la figura) a la citocromo b 6 / f complejas en las que proporcionan la energía para quimiosmosis.
• La activación de P 700 en el fotosistema que le permite recoger los electrones del citocromo b 6 / f complejos (por medio de plastocianina - PC en la figura) y elevarlas a un potencial redox suficientemente alto para que, después de pasar por la ferredoxina (Fd en la figura),
• que pueden reducir NADP + a NADPH.
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES FOTOSINTETICOS
En la fosforilación oxidativa, los electrones son transferidos desde un donador de electrones de alta energía a un aceptor a través de una cadena de transporte de electrones. En la fotofosforilación, la energía de la luz solar es usada para crear un donador de electrones altamente energético y un aceptor de esos electrones. Los electrones son transferidos desde el donador hasta el aceptor por una cadena de transporte totalmente diferente a la observada en las mitocondrias. La cadena de transporte de electrones fotosintética tiene varias similitudes con la cadena oxidativa. Tienen transportadores móviles, transportadores liposolubles y móviles, transportadores hidrosolubles y bombas de protones, que se encargan de generar el gradiente electroquímico
