Biología · Glosario

¿Qué es Fotosistemas y el esquema Z?

Definición 14.5 Biología universitaria — primer año · Capítulo 14 — Fotosíntesis y autotrofía

En la membrana tilacoidal hay dos fotosistemas. En el fotosistema II (PSII, centro de reacción P680) un fotón absorbido eleva un electrón de la pareja especial a una energía alta; el electrón sale y el P680 oxidado, el oxidante biológico más fuerte, toma un electrón del agua: un agregado de manganeso escinde dos moléculas de agua en O2\mathrm{O_2}, cuatro protones (liberados a la luz tilacoidal) y cuatro electrones, de fotón en fotón. El electrón desciende por una cadena de transporte de electrones — plastoquinona, el complejo citocromo b6fb_6f, plastocianina — y la energía que pierde bombea protones a la luz. En el fotosistema I (PSI, P700) un segundo fotón lo eleva de nuevo, hasta un potencial lo bastante bajo para reducir la ferredoxina y después el NADP+\mathrm{NADP^+} a NADPH. Dibujado en una escala de potencial redox, el camino es una Z: dos ascensos por la luz, dos descensos por la química.

El esquema Z. Los electrones que P680 toma del agua los eleva un fotón, descienden por una cadena que bombea protones, los eleva de nuevo P700 y terminan en el NADPH. El eje vertical es el potencial redox, más negativo hacia arriba: la luz asciende, la química desciende.
El esquema Z. Los electrones que P680 toma del agua los eleva un fotón, descienden por una cadena que bombea protones, los eleva de nuevo P700 y terminan en el NADPH. El eje vertical es el potencial redox, más negativo hacia arriba: la luz asciende, la química desciende.

Ejemplos

Ejemplo 14.7 (Flujo cíclico y no cíclico)

El camino lineal del agua al NADPH da, por cada O2\mathrm{O_2}, dos NADPH y unos tres ATP; el ciclo de Calvin necesita exactamente una proporción de tres ATP por dos NADPH, y los demás trabajos del cloroplasto necesitan más ATP. Cuando escasea el ATP, los electrones de la ferredoxina vuelven a la plastoquinona en vez de ir al NADP+\mathrm{NADP^+} (fotofosforilación cíclica): el PSI solo, bombeando protones y fabricando ATP sin oxígeno ni NADPH. Los dos modos se equilibran según la demanda.

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