Fotossíntese parte I

Fotossíntese parte I


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anel de porfirina contendo uma molécula de Mg. A alternância entre as ligações simples e duplas do anel de porfirina gera muitos elétrons \u3c0 deslocados , os quais participam da absorção da luz . O anel de porfirina liga-se a uma cadeia de fitol, apolar, responsável pelo ancoramento da molécula de clorofila aos complexos protéicos embebidos na matriz lipídica das membranas dos tilacóides dos cloroplastos; (B) espectro de absorção das clorofilas a e b.
 
Fotossíntese
O que acontece quando os pigmentos absorvem luz?
Fluorescência: quando as plantas sofrem diferentes tipos de estresse que afetam a fotossíntese, a emissão de fluorescência nas folhas tendem a aumentar;
Ressonância indutiva: transferência de energia de excitação para outras moléculas de carotenóides e clorofila, permitindo a migração de energia entre os pigmentos empacotados nas membranas dos tilacóides.
Modelo esquemático, simplificado, dos níveis de energia da clorofila exercida pela absorção da luz monocromática e o destino da energia de excitação eletrônica pode ser dissipada de 4 formas: calor, emissão de luz (fluorescência), transferência de energia de excitação elétron-elétron (ressonância indutiva) nos complexos antena e reações redox nas membranas dos tilacóides, gerando ATP e poder redutor (NADPH e ferredoxina reduzida).
Fotossíntese
Os pigmentos fotossintéticos
Clorofilas e carotenóides: membranas dos cloroplastos.
Clorofila a: eucariontes fotossintetizantes. Faz parte dos complexos antena e dos centros de reação.
Clorofila b: plantas, algas verdes e euglenófitas
Carotenóides: esqueletos de carbono com 40 átomos, ligados por ligações duplas alternadas.
Absorção de luz nos complexos de captação de luz;
Fotoproteção do aparato fotoquímico
Pigmentos fotossintéticos
Clorofila a: eucariotas fotossintetizantes e cianobactérias;
Clorofila b: plantas, algas verdes e euglenas;Clorofila c: substitui a clorofila b e algumas algas;
Bacterioclorofila: bactérias púrpuras;
Carotenóides: além de permitirem ampliar a faixa do espectro luminoso utilizável na fotossíntese, têm um efeito antioxidante, impedindo danos fotooxidativos sobre as moléculas de clorofila e as membranas dos tilacóides;
Carotenos: ex. beta-caroteno, fonte de vitamina A;
Xantófilas: cianobactérias e algas vermelhas. 	
 Na fotossíntese, plantas, algas e bactérias fotossintetizantes, através dos pigmentos fotossintéticos, captam a energia do sol e utilizam-na para converter moléculas simples \u2013CO2 e H2O \u2013em moléculas orgânicas complexas (açucares).
 Toda energia que entra na biosfera provém da fotossíntese.
Pigmentos fotossintéticos 
Clorofilas
Carotenóides
Ficobilinas 
Clorofila a
Clorofila b
Quando as moléculas de clorofila ou de outros pigmentos absorvem a energia dos fótons da luz, os elétrons passam a um estado orbital de energia mais elevada \u2013estado excitado.
Quando o elétron excitado regressa ao estado de energia basal, a energia libertada poderá ser:
 Dissipada sob a forma de calor
 Transferida por ressonância indutiva;
O elétron de alta energia poderá ser transferido para uma molécula receptora de elétrons, que faz parte de uma cadeia transportadora de elétrons.
Fotossíntese
O fluxo fotossintético de elétrons e a fotoxidação da água
Os elétrons participam da redução do NADP+ a NADPH. O estado oxidado da clorofila a do CR promove a fotoxidação da água e a liberação do O2. Acoplado ao fluxo de elétrons dos cloroplastos, o ATP é formado através do processo de fotofosforilação.
O gradiente de prótons acopla a ATP sintase ao processo de armazenamento de energia durante o fluxo fotossintético de elétrons.
Estrutura de alguns carotenóides. As xantofilas contêm grupos hidroxila ligados à cadeia carbônica constituída de 40 carbonos. 
(B) Espectro de absorção de dois carotenos (\u3b1 e \u3b2).
Diagrama dos complexos protéicos, estruturados nas membranas dos tilacóides, responsáveis pelo transporte de elétrons e na conservação da energia dos fótons em ATP e NADPH. A energia dos fótons é transformada em fluxo de elétrons nesses complexos protéicos e em gradiente entre estoma e lúmen dos tilacóides.
No cloroplasto, as clorofilas e os outros pigmentos estão inseridos nos tilacóides em unidades discretas de organização designadas fotossistemas.Cada fotossistema inclui um conjunto de 250 a 400 moléculas e consiste em dois componentes intimamente associados: um complexo antena e um centro de reação.
O complexo antena inclui moléculas de pigmentos (clorofilas e carotenóides) que captam e canalizam energia para o centro de reação.A energia é canalizada por ressonância indutiva até ao centro de reação.
Reações luminosas
 O centro de reação é constituído por proteínas e moléculas de clorofila que permitem converter a energia luminosa em energia química.
 Na parte central do centro de reação existe possivelmente um par de moléculas especiais de clorofila a que podem utilizar a energia captada pelos pigmentos antena numa reação fotoquímica.
 Quando uma molécula de clorofila a do centro de reação recebe energia, um dos seus elétrons passa a um nível energético mais elevado é transferido para uma molécula receptora de elétrons para iniciar um fluxo de elétrons.
Nas reações luminosas os elétrons passam da água para o fotossistema II, deste para o fotossistema I, e finalmente vão reduzir o NADP+a NADPH (fluxo não cíclico de elétrons).
Fotólise: oxidação da água dependente da luz.
Dois fótons precisam ser absorvidos pelo fotossistema II e dois pelo fotossistema I seqüencialmente para reduzir uma molécula de NADP+a NADPH.
Reações da fotossíntese 
Reações da fase luminosa: a energia da luz é utilizada para gerar ATP e NADPH
Reações de fixação do carbono\u2013 reações não luminosas ou ciclo de Calvin: a energia química do ATP e NADPH é utilizada para fixar o CO2atmosférico, com produção de hidratos de carbono.