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Tema 1: Fotosíntesis.
La fotosíntesis posee dos partes:
- Fase fotoquímica referente a las reacciones luminosas.
- Fase metabólica encargada de la asimilación del carbono, nitrógeno…
La luz tiene que ser adsorbida, esto se realiza mediante los pigmentos. Cada pigmento va a adsorber una longitud de onda diferente por lo que van a presentar diferente color. Los pigmentos transducen la energía lumínica a energía química estos se denominan pigmentos transductores mediante reacciones REDOX.
El aceptor primario es la molecula pigmento que al incidirle la luz se excita. Las reacciones REDOX implican que la molécula excitada va a transferir el electrón. Los donadores son el agua H2O y el ácido sulfhídrico H2S que además liberan protones generando un gradiente.
El aceptor final de electrones será el pirinidindinucleotido NADP+ y como consecuencia del gradiente de protones se genera ATP, esta energía acumulada en forma de ATP se utilizará para asimilar el CO2.
El poder reductor y el ATP se utilizaran para asimilar elementos inorgánicos, sintetizar compuestos organicos. A partir de carbono Carbohidratos y de azufre o nitrógeno aminoácidos, es decir, se utilizan para sintetizar todos los componentes esenciales para constituir cualquier macromolécula o molecula de una célula procede de estros procesos, de los productores primarios.
Las clorofilas no son las únicas moléculas capaces de adsorber, también los carotenoides y las ficobilinas.
En el caso de todos los pigmentos fotosintéticos se van a encontrar unidos a proteínas para que pueda ocurrir la transducción de energía estos pigmentos tienen que estar en un orden, orientación y distancia adecuada que es de lo que se encargan las proteínas.
El pigmento efector es la clorofila a, es aquel que cataliza la reacción fotoquímica que permite trasducir energía física en energía química. Se va a des excitar en forma de una reacción redox. No solo este pigmento actúa, sino que muchos pigmentos que no serán efectores también actua. La clorofila a actúa pero es una la que pierde electron, una sola molecula no sería el sistema eficiente porque sobre el individuo están llegando muchos fotones.
Dado que el proceso va a ser unilectronico, un electrón por cada complejo fotosintético, van a haber otros pigmentos, los pigmentos antena, que van a estar también en complejos que se encuentran en multitud lo que permite captar muchos fotones simultáneamente.. Estos van a actuar no solo como aceptores sino como colectores. Acumulan energía en forma de fotones y van a ser transferidos hacia las moléculas de clorofila del centro de reacción que van a ir cnalizando de uno en uno los fotones.
Tipos de pigmentos efectores, todos son clorofila a.
Estrutura de las clorofilas:
En el caso de vegetales (plantas) existen 2 tipos a y b que se diferencian exclusivamente en el residuo R2 que en clorofila a es un metilo y en la b es un grupo forilo(¿). En el residuo R4 nos encontramos una estructura en la que un grupo fitol, un diterpeno de 20C que va a esterificar el residuo de ácido propiónico que corresponde a este residuo.
En esta imagen vemos los máximos de adsorción.
La unión a proteínas va a modificar sus características espectrales,
CAROTENOIDES
Los carotenoides son tetraterpenos, constituidos de 40 átomos de carbono e hidrogeno. Se van a sintetizar en la via de síntesis de terpenoides a partir de geranylgeranyl difosfato. A partir de aquí van a sufrir una serie de reacciones,vuna condensación que va a dar lugar al fitoeno, un tetraterpeno, es un propulsor de carotenoides que es un hidrocarburo puro, se producen reaciones de desaturacion por desaturasa que van a ir extrayendo 2 protones dando lugar al sistema de dobles enlaces conjugados, responsable de las características espectrales de los carotenoides.
A partir de aquí nos encontramos con dos tipos:
- Carotenos: hidrocarburos puros, lípido.
- Xantofilas: carotenos en los se han introducido oxígeno.
En los vegetales nos vamos a encontra alfa y beta caroteno.
Las xantofilas dado que contiene oxigeno son mas polares, cambia la interaccion de la molecula con el medio en el que se encuentra y se modifican sus características espectrales se van a desplazar los máximos de adsorción. El oxígeno nos lo vamos a encontrar en forma de alcohol, alcoxilo, epóxido, aldehído, cetona, ácido, esteres ácidos.
