Complejos Antenas para la Fotos�ntesis

La captura de la energ�a de la luz para la fotos�ntesis, est� reforzada por redes de pigmentos en los cloroplastos, dispuestos en grupos en los tilacoides. Estos grupos se denominan complejos antenas. La evidencia de este tipo de imagen sali� de la investigaci�n de Robert Emerson y William Arnold en 1932, cuando midieron el ox�geno liberado en respuesta a destellos de luz muy brillantes. Encontraron que se requer�an unas 2500 mol�culas de clorofila para producir una mol�cula de ox�geno, y que en el proceso se absorb�a un m�nimo de ocho fotones de luz.

El modelo que surge es el de unas 300 mol�culas de clorofila y unas 40 o as� de beta carotenos y otros pigmentos accesorios, que act�an como una antena de recolecci�n luz, que rodea una mol�cula de clorofila-a, la cual es una parte de un centro de acci�n. Un fot�n es absorbido por una de las mol�culas de pigmento, y transfiere esa energ�a por sucesivos eventos de fluorescencia a las mol�culas vecinas hasta que alcanza el centro de acci�n, en donde la energ�a se utiliza para transferir un electr�n energ�tico a un aceptor de electrones.

El modelo de fluorescencia sugiere que cada fot�n transferido tiene una longitud de onda mayor y una energ�a cu�ntica menor, perdi�ndose un poco de energ�a en calor

Cuando un fot�n llega a la clorofila-a en el centro de reacci�n, esa clorofila puede recibir la energ�a porque absorbe los fotones de longitudes de onda m�s largas que los otros pigmentos. Se han identificado dos tipos de centros de clorofila, y est�n asociados con dos complejos de prote�nas identificadas como Fotosistema I y Fotosistema II.

Fotosistema I

Los procesos de absorci�n de luz asociados con la fotos�ntesis se llevan a cabo en grandes complejos de prote�nas conocidos como fotosistemas. El conocido como Fotosistema I contiene un d�mero de clorofila con un pico de absorci�n a 700 nm, conocido como P700.

El Fotosistema I hace uso de un complejo antena para recoger la energ�a de la luz para la segunda etapa del transporte de electrones no c�clico. Recoge electrones energ�ticos de la primera etapa de proceso que se alimenta a trav�s del Fotosistema II, y utiliza la energ�a de la luz para potenciar a�n m�s la energ�a de los electrones, hacia el logro del objetivo final de proveer energ�a en forma de coenzimas reducidas al ciclo de Calvin.

El dibujo anterior muestra la configuraci�n del Fotosistema I en el proceso de transporte de electrones, que proporciona los recursos de energ�a para el ciclo de Calvin.

El Fotosistema I es el complejo de energ�a de luz para el proceso de transporte de electrones c�clico, utilizado en algunas procariotas fotosint�ticas.

El complejo de prote�na que constituye el Fotosistema I contiene once polip�ptidos, seis de los cuales est�n codificados en el n�cleo, y cinco est�n codificados en el cloroplasto. El n�cleo del Fotosistema I contiene aproximadamente 40 mol�culas de clorofila-a, varias mol�culas de beta caroteno, de l�pidos, cuatro de manganeso, una de hierro, varias de calcio, varias de cloro, dos mol�culas de plastoquinona, y dos mol�culas de feofitina, una forma incolora de la clorofila-a . (Moore, et al)

Fotosistema II

Los procesos de absorci�n de luz asociados con la fotos�ntesis, se llevan a cabo en grandes complejos de prote�nas conocidos como fotosistemas. El conocido como Fotosistema II contiene el mismo tipo de clorofila a que el Fotosistema I, pero en un entorno de prote�na diferente, con un pico de absorci�n a 680 nm. (Se designa como P680). Las prote�nas de uni�n del FS II es mucho menor que la del FS I, unas 47.000 en comparaci�n con 110.000. Resuena de la energ�a transmitida, por unas 250 clorofila-a y b en igual n�mero. Su n�cleo contiene xantofilas, pero no beta caroteno (Moore).

El Fotosistema II hace uso de un complejo antena para recoger energ�a de la luz, para las primeras etapas del transporte de electrones no c�clico.

Este dibujo muestra algo del contexto del Fotosistema II en el proceso de transporte de electrones en la membrana tilacoidal. Es parte del proceso de la divisi�n del agua, y proporciona los electrones a la plastoquinona para su posterior transporte al complejo citocromo y luego al Fotosistema I.