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 50oc 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.
