Biologia · Glossário

O que é Fotossistemas e o esquema Z?

Definição 14.5 Biologia universitária — 1.º ano · Capítulo 14 — Fotossíntese e autotrofia

Dois fotossistemas ficam na membrana do tilacoide. No fotossistema II (PSII, centro de reação P680) um fóton absorvido eleva a uma energia alta um elétron do par especial; o elétron parte, e o P680 oxidado, o oxidante biológico mais forte, retira um elétron da água: um agrupamento de manganês quebra duas moléculas de água em O2\mathrm{O_2}, quatro prótons (liberados no lúmen) e quatro elétrons, um fóton de cada vez. O elétron desce uma cadeia de transporte de elétrons — plastoquinona, complexo citocromo b6fb_6f, plastocianina — e a energia que ele perde bombeia prótons para o lúmen. No fotossistema I (PSI, P700) um segundo fóton o levanta de novo, até um potencial baixo o bastante para reduzir a ferredoxina e depois o NADP+\mathrm{NADP^+} a NADPH. Desenhado numa escala de potencial redox, o caminho é um Z: duas subidas pela luz, duas descidas pela química.

O esquema Z. Os elétrons retirados da água pelo P680 são erguidos por um fóton, descem uma cadeia que bombeia prótons, são erguidos de novo pelo P700 e terminam no NADPH. O eixo vertical é o potencial redox, mais negativo para cima: a luz faz as subidas, e a química, as descidas.
O esquema Z. Os elétrons retirados da água pelo P680 são erguidos por um fóton, descem uma cadeia que bombeia prótons, são erguidos de novo pelo P700 e terminam no NADPH. O eixo vertical é o potencial redox, mais negativo para cima: a luz faz as subidas, e a química, as descidas.

Exemplos

Exemplo 14.7 (Fluxo cíclico e não cíclico)

O caminho linear da água ao NADPH dá, por O2\mathrm{O_2}, dois NADPH e cerca de três ATP; o ciclo de Calvin precisa de uma razão de exatamente três ATP para dois NADPH, e os demais trabalhos do cloroplasto precisam de mais ATP. Quando falta ATP, os elétrons da ferredoxina voltam à plastoquinona em vez de irem ao NADP+\mathrm{NADP^+} (fotofosforilação cíclica): o PSI sozinho, bombeando prótons e fabricando ATP sem oxigênio nem NADPH. Os dois modos são equilibrados conforme a demanda.

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