Madame Lelica

Lo scopo generale del luce-dipendente reazioni è quello di convertire l’energia luminosa in energia chimica. Questa energia chimica sarà utilizzata dal ciclo di Calvin per alimentare l’assemblaggio di molecole di zucchero.

Le reazioni dipendenti dalla luce iniziano in un raggruppamento di molecole di pigmento e proteine chiamato fotosistema., I fotosistemi esistono nelle membrane dei tilacoidi. Una molecola di pigmento nel fotosistema assorbe un fotone, una quantità o “pacchetto” di energia luminosa, alla volta.

Un fotone di energia luminosa viaggia fino a raggiungere una molecola di pigmento, come la clorofilla. Il fotone fa sì che un elettrone nella clorofilla diventi “eccitato.”L’energia data all’elettrone viaggia quindi da una molecola di pigmento all’altra fino a raggiungere una coppia di molecole di clorofilla a chiamate centro di reazione., Questa energia eccita quindi un elettrone nel centro di reazione facendolo liberarsi e passare all’accettore di elettroni primario. Si dice quindi che il centro di reazione “dona” un elettrone all’accettore di elettroni primario (Figura 1).

Figura 1. L’energia luminosa è assorbita da una molecola della clorofilla ed il fotone è passato lungo una via ad altre molecole della clorofilla. L’energia culmina in una molecola di clorofilla trovata nel centro di reazione., L’energia “eccita” uno dei suoi elettroni abbastanza da lasciare la molecola ed essere trasferita ad un accettore di elettroni primario vicino. Una molecola di acqua si divide per rilasciare un elettrone, che è necessario per sostituire quello donato. Anche gli ioni di ossigeno e idrogeno si formano dalla scissione dell’acqua.

Per sostituire l’elettrone nel centro di reazione, una molecola di acqua viene divisa. Questa scissione rilascia un elettrone e provoca la formazione di ossigeno (O2) e ioni idrogeno (H+) nello spazio tilacoide., Tecnicamente, ogni rottura di una molecola d’acqua rilascia una coppia di elettroni, e quindi può sostituire due elettroni donati.

La sostituzione dell’elettrone consente al centro di reazione di rispondere a un altro fotone. Le molecole di ossigeno prodotte come sottoprodotti trovano la loro strada verso l’ambiente circostante. Gli ioni idrogeno svolgono ruoli critici nel resto delle reazioni dipendenti dalla luce.

Tieni presente che lo scopo delle reazioni dipendenti dalla luce è convertire l’energia solare in vettori chimici che verranno utilizzati nel ciclo di Calvin., Negli eucarioti esistono due fotosistemi, il primo è chiamato fotosistema II, che prende il nome dall’ordine della sua scoperta piuttosto che dall’ordine della funzione.

Dopo che il fotone colpisce, photosystem II trasferisce l’elettrone libero al primo di una serie di proteine all’interno della membrana tilacoide chiamata catena di trasporto di elettroni. Mentre l’elettrone passa lungo queste proteine, l’energia dell’elettrone alimenta le pompe a membrana che muovono attivamente gli ioni idrogeno contro il loro gradiente di concentrazione dallo stroma nello spazio tilacoide., Questo è abbastanza analogo al processo che si verifica nel mitocondrio in cui una catena di trasporto di elettroni pompa ioni idrogeno dallo stroma mitocondriale attraverso la membrana interna e nello spazio intermembrana, creando un gradiente elettrochimico. Dopo aver utilizzato l’energia, l’elettrone viene accettato da una molecola di pigmento nel prossimo fotosistema, che è chiamato fotosistema I (Figura 2).

Figura 2. Dal fotosistema II, l’elettrone eccitato viaggia lungo una serie di proteine., Questo sistema di trasporto di elettroni utilizza l’energia dell’elettrone per pompare ioni idrogeno all’interno del tilacoide. Una molecola di pigmento nel fotosistema I accetta l’elettrone.

Generazione di un vettore energetico: ATP

Nelle reazioni dipendenti dalla luce, l’energia assorbita dalla luce solare viene immagazzinata da due tipi di molecole portatrici di energia: ATP e NADPH. L’energia che queste molecole trasportano è immagazzinata in un legame che tiene un singolo atomo alla molecola. Per ATP, è un atomo di fosfato, e per NADPH, è un atomo di idrogeno., Il NADH sarà discusso ulteriormente in relazione alla respirazione cellulare, che si verifica nel mitocondrio, dove trasporta energia dal ciclo dell’acido citrico alla catena di trasporto degli elettroni. Quando queste molecole rilasciano energia nel ciclo di Calvin, perdono ciascuno atomi per diventare le molecole a bassa energia ADP e NADP+.

L’accumulo di ioni idrogeno nello spazio tilacoide forma un gradiente elettrochimico a causa della differenza nella concentrazione di protoni (H+) e della differenza nella carica attraverso la membrana che creano., Questa energia potenziale viene raccolta e immagazzinata come energia chimica nell’ATP attraverso la chemiosmosi, il movimento degli ioni idrogeno lungo il loro gradiente elettrochimico attraverso l’enzima transmembrana ATP sintasi, proprio come nel mitocondrio.

Gli ioni idrogeno sono autorizzati a passare attraverso la membrana tilacoide attraverso un complesso proteico incorporato chiamato ATP sintasi. Questa stessa proteina ha generato ATP da ADP nel mitocondrio., L’energia generata dal flusso di ioni idrogeno consente all’ATP sintasi di attaccare un terzo fosfato all’ADP, che forma una molecola di ATP in un processo chiamato fotofosforilazione. Il flusso di ioni idrogeno attraverso l’ATP sintasi è chiamato chemiosmosi, perché gli ioni si muovono da un’area di alta a bassa concentrazione attraverso una struttura semi-permeabile.

Generazione di un altro vettore di energia: NADPH

La funzione rimanente della reazione dipendente dalla luce è quella di generare l’altra molecola portatrice di energia, NADPH., Quando l’elettrone della catena di trasporto degli elettroni arriva al fotosistema I, viene rieccitato con un altro fotone catturato dalla clorofilla. L’energia di questo elettrone guida la formazione di NADPH da NADP + e uno hydrogen idrogeno (H+). Ora che l’energia solare è immagazzinata in vettori energetici, può essere utilizzata per creare una molecola di zucchero.

Contribuisci!

Migliora questa paginaimpara di più