FOTOFOSFORILACIÓN
a) Reacciones de transferencia de electrones en los cloroplastos
b) Síntesis de ATP
Fotótrofos (autótrofos)Quimiótrofos (heterótrofos)
¿CÓMO OBTIENEN SU CARBONO LOS ORGANISMOS?
IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS ORGANISMOSFOTOSINTÉTICOS:
Células fotosintéticas
ATP, NADPH CARBOHIDRATOS + O2
Células heterótrofas
CO2 + H2O + ATP
LA FOTOSÍNTESIS SUCEDE EN UNA DIVERSIDAD DEBACTERIAS, ALGAS Y EN PLANTAS
6H2O + 6CO2 ----------> C6H12O6+ 6O2
OXIDACIÓN REDUCCIÓN
Agente reductor oxidante
FOTOSÍNTESIS:
A) FASE LUMINOSA
B) FASE DE ASIMILACIÓN DEL CARBONO
FOTOFOSFORILACIÓN
TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
FLUJO DE PROTONES = FUERZA PROTÓN-MOTRIZ
SÍNTESIS DE ATP
FOSFORILACIÓN FOTOFOSFORILACIÓN OXIDATIVA
LUGAR: MITOCONDRIA CLOROPLASTO
MEMBRANAEXTERNA
MEMBRANAINTERNA
LAMELA DELESTROMA
ESTROMA
GRANA (Saco de tilacoides)
TILACOIDE
ESPACIOINTERMEM-BRANAL
ESTRUCTURA DEL CLOROPLASTO
Grana Estroma
MEMBRANA TILACOIDAL:10% fosfolípidos80% mono- o digalactosil Diacilgliceroles10% sulfoquinovosil diacilglicerolAlta insaturación: fluidez
FOTOFOSFORILACIÓNReacciones luminosas
ESTROMAReacciones
independientes deluz
DADOR
ELECTRÓNICO: NADH (E’o -0.320 V) H2O (E’o 0.816 V)
TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
FLUJO DE PROTONES = FUERZA PROTÓN-MOTRIZ
SÍNTESIS DE ATP
FOSFORILACIÓN FOTOFOSFORILACIÓN OXIDATIVA
LUGAR: MITOCONDRIA CLOROPLASTO
RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Es energía emitida en forma de onda de naturalezaelectromagnética (fotones)
FOTÓN.- Tiene propiedades ondulatorias y de partícula(Teoría de la dualidad onda-partícula)
La energía de un mol de fotones de luz visible es 170 a 300 kJ
Ecuación de Planck E=hvdonde h es la constante de Planck y v es la frecuencia
A MAYOR FRECUENCIA MAYOR ENERGÍA
Rayos gammaRayos
XUV Infra-
rojoMicroondas Ondas de radio
TIPO DERADIACIÓN
Longitud de onda
LUZ VISIBLE
Violeta Azul Verde Naranja RojoAmarillo
Longitud de onda(nm)
A MENOR LONGITUD DE ONDA MAYOR ENERGÍA
LAS CLOROFILAS ABSORBEN ENERGÍA LUMINOSAPARA LA FOTOSÍNTESIS
Cadena lateral de fitol
CHO Clorofila b
Clorofila a
Basal
Excitado
Son pigmentos verdesEstructuras policíclicas planas Mg2+
Sistemas altamente conjugadosAsociados a proteínasLocalización membranal
ADICIONALMENTE EXISTEN PIGMENTOS ACCESORIOS
-Caroteno
Luteína (xantofila)
LOS SISTEMAS DE CAPTACIÓN ESTÁN ASOCIADOS A PROTEÍNAS DE UNIÓN ESPECÍFICAS
COMPLEJOS DE CAPTACIÓN DE LUZ
Segmento -helicoical
7 clorofilas a
5 clorofilas b
2 luteínas
MONÓMERO, LA UNIDADFUNCIONAL ES UN TRIMERO
ESTROMA
LUMEN TILACOIDAL
MEMBRANA TILACOIDAL(MEMBRANA INTERNA)
FOTOSISTEMAS
MOLÉCULAS CAPTADORAS
Clorofilas ANTENA
CLOROFILASPIGMENTOS ACCESORIOLUZ
CENTRO DE REACCIÓN FOTOQUÍMICOENERGÍA LUMINOSA EN ENERGÍA QUÍMICA
**
*
*
***
*
**
*
***
*
ACEPTOR ELECTRÓNICO
DONADOR ELECTRÓNICO
MOLECULA CAPTADORA
EN SU ESTADO BASAL
-
+-
+
DONADOR ELECTRÓNICO
CENTROS DE REACCIÓN EN PLANTAS SUPERIORES
FOTOSISTEMA I (P700)
FOTOSISTEMA II (P680)
ARQUITECTURA DE LOSFOTOSISTEMAS
Annu. Rev. Plant Biol. (2006) 57:521
La fotofosforilaciónrequiere delaporte de energía en forma de luz para generar unbuen dador electrónico
H2O
Estroma
Lumentilacoidal
Membrana tilacoidal
PQA
Cyt b6f
Feofitina
FOTOSISTEMA II.- SISTEMA FEOFITINA-QUINONA
P680*
P680
Fotón
PQB PQBH2
P700Cytb6f
Cytb6f A través del Cyt b6f se genera elgradiente de protones
Estroma
Lumentilacoidal
Membrana tilacoidal
PQA
Cyt b6f
Feofitina
FOTOSISTEMA II.- SISTEMA TIPO FEOFITINA-QUINONA
P680*
P680
Fotón
PQB PQBH2
H2O O2
Plastocianina
Cytc
Estroma
Lumentilacoidal
Membrana tilacoidal
FOTOSISTEMA I (P700)
Plastocianina(reducida)
P700*
P700
Fotón
Filoquinona A (A1)
Fe-S
Ferredoxina: NADP+ oxidorreductasa
NADP+ + H+
NADPH
EL GRADIENTE DE PROTONES ES GENERADO POR EL Cyt b6f Y POR LA ESCISIÓN DEL H2O
TIPOS DE AGENTES QUE INTERVIENEN CON LAFOSFORILACIÓN
INHIBICIÓN DE LA TRANSFERENCIA ELECTRÓNICA
INHIBICIÓN DE LA ATP SINTASA
DESACOPLAMIENTO DE LA FOSFORILACIÓN
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