Fotossistema I e II

Fotossistema – são complexos proteicos envolvidos no processo da fotossintese, podem ser encontrados nos tilocoides de plantas e algas estao localizados nos cloroplastos ou em menbranas citoplasmaticas de bacterias fotossintéticas.

O fotossistema(ou centro de reacção fotossintetico) é uma enzima que utiliza a luz para reduzir moleculas. No cloroplasto as clorofilas e outros pigmentos fotossinteticos encontram-se agrupados em unidades fotossinteticos designados fotossistemas.

Tais evidências experimentais levaram a uma concepção da existencia, não de uma, mais de duas séries de reacções dependentes da luz para uma eficiência fotossintetica maxima.

Assim se postulou a existencia de um fotossistema I e um fotossistema II. O fotossistema I, em que intervem vários pigmentos fotossinteticos absorvendo luz de comprimento de onda mais longos( mais de 680 nm) está relacionado com a redução do NADP⁺ a NADP + H⁺ e nada tem a ver com a libertação de oxigenio.

O fotossistema II, em que intervem tambem vários tipos de pigmentos fotossinteticos, nomeadamente clorofilas, absorvendo luz de comprimento de onda mais curtos( 670 nm e menos), está relacionado com a libertação de oxigenio.

Cada um dos fotossistemas é constituido por uma unidade funcional fotossintetica. Por ex; a unidade fotossintetica do fotossistema I, em plantas superiores, contem cerca de 200 pigmentos carotinoides, 200 pigmentos de clorofila e, talvez, 50 de clorofila b, para uma unica molecula de P₇₀₀.

Um quantum de luz( h x y) absorvida por qualquer pigmento desta unidade fotossintetica e transferida, através do sistema de moleculas pigmenteres( transferencia da excitação) ate ao P₇₀₀, que aceita a excitação( energia) e libertam um electrão de alta energia para um aceitador primário.

Uma vez libertado um electrão de P₇₀₀, fica um vazio, um buraco electronico, que irá ser preenchido por um electrão libertado pelo P₆₈₀ do fotossistema II( que e excitado de forma semelhante a que foi descrita para o fotossistema I). A transferência deste electrão de P₆₈₀ para o P₇₀₀ faz-se através de uma cadeia transportadora de electrões( composta por citocromos, plastos-quinina e plastocianina). Durante este transporte electronico ocorre, a dado passo, uma fosforilação através da qual uma molecula de ADP passa a ATP.

O vazio electronico P₆₈₀ sera preenchido por electrões da água que se decompoe por um processo ainda desconhecido.

Fluxo aciclico de electrões – fotofosforilação aciclica

Em resultado deste conjunto de reacções, forma-se o NADPH( composto de alto poder redutor) e o ATP, indispensaveis a sintese de compostos organicos a partir de CO₂.

Para que se liberte uma molecula de oxigenio serão precisos, segundo alguns autores( ha divergencia), 8 fotoes( 4 para F I e 4 para F II), formando-se 4 ATP e 2 NADP.

Fluxo ciclico de electrões – fotofosforilação ciclica.

Ha, contudo, seres autotroficos que não libertam O₂ e, assim, não possuem fotossistema II. Neste caso, ocorre um fluxo ciclico de electrões e uma fotofosforilação ciclica.

Fase escura (reacções não dependentes da luz)

As reacções ao escuro compreendem um processo pelo qual o carbono, na forma de composto de baixa energia como dioxido de carbono, é progressivamente reduzido numa série de reacções endergonicas, para formar carbohidratos de alta energia.

O hidrogenio para as reduções é fornecido pelo NADPH e a energia para as etapas endergonicas que vem da hidrolise de ATP.

A compreensão do processo de incorporação do dioxido de carbono na fase escura da fotossintese so se tornou possivel pelo uso de isótopo radioactivo de ¹⁴C.

Este trabalho foi originalmente realizado por RUBEN e KAMEN em 1941, e continuado por CALVIN e colaboradores (1957). A planta mais usada para este trabalho foi a alga unicelular denominada chlorella.

Retiraram-se amostras de cultura, em intervalos fixos, depois de espostos ao ¹⁴CO₂ com carbono radioactivo (ou tambem HCO₃^- ) e reacções bioquimicas. Os carbohidratos sintetizados são então extraidos das amostras e separados por cromatografia em papel.

Estas manchas, depositos de diferentes carbohidratos nos cromatogramas que contem ¹⁴C radioactivo, foram então identificadas por meio de uma chapa fotografica colocada em contacto com o cromograma, constituindo assim oque se designa por autoradiografia.

Factores que influênciam a actividade fotossintética

Existem vários factores que influenciam a actividade fotossintetica. Sabe-se que de alguma forma geral, as folhas mais novas tem uma actividade fotossintetica mais rentavel que as folhas mais velhas.

São de designar alguns factores mais importantes:

Ø  Temperatura;

Ø  Concentração de dioxido de carbono e

Ø  Qualidade e quantidade de luz.

Temperatura

Como a fotossintese tem uma etapa puramente quimica, ela e altamente influenciada pela temperatura atingindo um optimo rendimento entre 30 a 40 ^oc. Geralmente, acima de 50^oc ela não se processa, pois ocorre a destruição das enzimas (que contem uma parte essencial de proteinas) que actuam no processo.

Mas para a maioria das plantas a subida da temperatura aumenta a respiração dentro das folhas que tem como consequência a queda da taxa de fotossintese. Tempo previsto da sementeira.