Pigments Fotosintètics i Fotosistemes: La Fase Lumínica
Pigments Fotosintètics: Captació d'Energia Lumínica
Molècules capaces de captar l’energia lluminosa i utilitzar-la per activar electrons fins a transferir-los a altres àtoms, i iniciar així una reacció química. Els pigments, en les cèl·lules fotosintètiques de les plantes i algues, es troben en les membranes dels tilacoides dels cloroplasts, associats amb proteïnes. En els procariotes fotosintètics, els tilacoides estan associats a la membrana cel·lular o bé es troben en el citoplasma.
Fotosistemes: Complexos Proteics Clau
Complexos proteics que contenen pigments fotosintètics (clorofil·la i altres). Són els encarregats de captar i canalitzar l’energia lluminosa. Es troben a les membranes dels tilacoides.
Un fotosistema està compost per:
- Un complex antena.
- Un centre de reacció.
Complex Antena: Recollida i Transferència d'Energia
Conté pigments fotosintètics (clorofil·la a i b, carotenoides) que capten l’energia lluminosa i la transmeten entre molècules fins a cedir-la al pigment fotosintètic del centre de reacció. Aquest procés s'anomena transferència d’energia per ressonància. Actua com un embut, que recull l’energia lluminosa i la transfereix mitjançant ressonància al centre de reacció.
Centre de Reacció: Inici de la Transferència Electrònica
Conté dues molècules d’un tipus especial de clorofil·la a, anomenades pigment diana. Quan el pigment diana rep l’energia captada pels pigments de l’antena, transfereix els electrons a una altra molècula, el primer acceptor d’electrons, present en el centre de reacció. Aquest acceptor, al seu torn, passarà els electrons a una molècula externa (fora del centre de reacció).
Fotòlisi de l'Aigua (PS II)
Els fotons arriben al PS II. Això provoca l’excitació del pigment diana (P-680), que perd tants electrons com fotons hagi absorbit. Els electrons passen al primer acceptor d’electrons i, quan surten del PS, passen a la plastoquinona (PQ).
Per reposar els electrons perduts, es produeix la hidròlisi de les molècules d’aigua, procés conegut com a fotòlisi de l’aigua. Aquesta es duu a terme a la cara interna de la membrana dels tilacoides, i els dos H+ s’acumulen a l’interior del tilacoide.
Fotofosforilació i Gradient de Protons
La plastoquinona (PQ), quan rep els electrons, s’activa i capta 2 H+ de l’estroma. Aquests protons són introduïts al tilacoide quan la PQ transfereix els electrons al complex de citocroms b-f (que actua com a bomba H+ contra gradient). Aquests H+, juntament amb els generats per la fotòlisi, creen una diferència de potencial electroquímic a ambdós costats de la membrana.