Fotoquímica da fotossíntese

A reação mais fundamental para a vida das plantas e, indiretamente, para a vida dos animais – a fotossíntese – ocorre nos cloroplastos. O tecido fotossintético mais ativo em plantas superiores chama-se mesófilo é faz parte das folhas. células mesofílicas (que formam o mesófilo) possuem pigmentos especializados para a captação da luz, principalmente, as clorofilas.O cloroplasto é uma organela celular responsável pela fotossíntese. É composto por um sistema bem organizado de membranas denominadas de tilacóides que se invaginam formando sáculos (pequenos sacos). As clorofilas estão contidas nesse sistema de membranas, o que fornece a coloração verde ao cloroplasto. Os tilacóides são os locais das reações relacionadas à fotossíntese.Os tilacóides, quando estão associados entre si, formam pilhas na forma de moedas conhecidas como grana lamelae (ou simplesmente grana), sendo que cada pilha é denominada granum. Estas pilhas ficam “apoiadas” nas lamelas. Todo esse conjunto de membranas encontra-se mergulhado em um fluído gelatinoso que preenche o cloroplasto, chamado de estroma, onde há enzimas, DNA, pequenos ribossomos e amido.

As moléculas de clorofila encontradas nas membranas dos tilacóides, reunem-se em grupos, formando estruturas chamadas de “complexos de antena” ou “antena”.  É ainda na membrana do tilacóide que se encontram as moléculas responsáveis pelo transporte de elétrons: cadeia transportadora de elétrons.

A parte fotoquímica da fotossíntese: reação dependente de luz (fase clara)

Para melhor compreensão desta fase, é importante que você reflita sobre as seguintes perguntas e respostas:

Como as plantas e os demais seres fotossintetizantes absorvem a luz solar?

A energia solar é captada pelo sistema antera. Você pode imaginar este sistema funcionando como pequenas antenas parabólicas presentes no cloroplasto. Só que neste caso não são captadas ondas de TV, mas sim a energia do sol.

A energia do sol é transmitida em “saltos” de clorofila em clorofila até atingir um par especial de clorofilas que se encontra no centro de reação da antena. Ao serem excitadas, estas clorofilas especiais liberam um de seus elétrons.

O que acontece com o elétron que se desprende da clorofila depois que ela recebe a energia do sol?

Este elétron é recebido por uma das moléculas presentes na cadeia transportadora de elétrons.

Como é produzido o oxigênio (O₂)?

Quando a clorofila perde seu elétron não fica muito “estável”.  É a molécula de água que doa um de seus elétrons para a clorofila. Durante este processo, a água acaba sendo convertida em O₂.

Observação importante: um erro comum é pensar que o O₂ liberado na fotossíntese é proveniente do CO₂. Mas como você acabou de ler, o oxigênio é formado a partir da molécula de água.

Como é formado o ATP na fotossíntese?

Ele é formado graças a um gradiente de íons H+ que é formado durante a transferência de elétrons. Veja a seguir como isso ocorre:

A passagem do elétron da clorofila para a primeira molécula da cadeia transportadora de elétrons é apenas o início de uma cascata de transferências de elétrons através da cadeia transportadora. O NADP+ é o receptor final dos elétrons transferidos e se converte então em NADPH.

Durante a transferência de elétrons ocorre um acúmulo de prótons (íons H+) no espaço interior do tilacóide. Este acúmulo é usado para gerar uma força motriz de prótons através da membrana do tilacóide.

Os prótons não são capazes de atravessar diretamente a camada de lipídios da membrana do tilacóide, mas passam através de uma molécula presente na membrana denominada ATP-sintase. esta molécula é reponsável pela formação de ATP a partir de ADP (adenosina difosfato) + Pi (fósforo inorgânico).

Para entender melhor como funciona a ATP-sintase, imagine a seguinte analogia:

Você já deve ter visto, mesmo que só em figuras, um moinho de água, muito utilizado para gerar energia elétrica. O fluxo da água move o moinho e então este movimento é transformado em energia elétrica. O mesmo ocorre com a ATP-sintase. O fluxo de prótons em seu interior move a ATP-sintase e a energia do movimento é aproveitada para formar o ATP.