FOTOFOSFORILACIÓN Reacciones de transferencia de electrones en los cloroplastos

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