FOTOFOSFORILACIÓN Reacciones de transferencia de electrones en los cloroplastos Síntesis de ATP

¿CÓMO OBTIENEN SU CARBONO LOS ORGANISMOS? Quimiótrofos (heterótrofos) Fotótrofos (autótrofos)

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS ORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS: Células fotosintéticas ATP, NADPH CARBOHIDRATOS + O2 Células heterótrofas CO2 + H2O + ATP

LA FOTOSÍNTESIS SUCEDE EN UNA DIVERSIDAD DE BACTERIAS, ALGAS Y EN PLANTAS

6H2O + 6CO2 ----------> C6H12O6+ 6O2 OXIDACIÓN REDUCCIÓN Agente reductor oxidante 6H2O + 6CO2 ----------> C6H12O6+ 6O2

FASE DE ASIMILACIÓN DEL CARBONO FOTOSÍNTESIS: FASE LUMINOSA FASE DE ASIMILACIÓN DEL CARBONO FOTOFOSFORILACIÓN

FLUJO DE PROTONES = FUERZA PROTÓN-MOTRIZ FOSFORILACIÓN FOTOFOSFORILACIÓN OXIDATIVA LUGAR: MITOCONDRIA CLOROPLASTO TRANSFERENCIA DE ELECTRONES FLUJO DE PROTONES = FUERZA PROTÓN-MOTRIZ SÍNTESIS DE ATP

ESTRUCTURA DEL CLOROPLASTO MEMBRANA EXTERNA INTERNA LAMELA DEL ESTROMA GRANA (Saco de tilacoides) TILACOIDE ESPACIO INTERMEM-BRANAL

FOTOFOSFORILACIÓN Reacciones luminosas Grana Estroma ESTROMA MEMBRANA TILACOIDAL: 10% fosfolípidos 80% mono- o digalactosil Diacilgliceroles 10% sulfoquinovosil diacilglicerol Alta insaturación: fluidez FOTOFOSFORILACIÓN Reacciones luminosas Grana Estroma ESTROMA Reacciones independientes de luz

FLUJO DE PROTONES = FUERZA PROTÓN-MOTRIZ FOSFORILACIÓN FOTOFOSFORILACIÓN OXIDATIVA LUGAR: MITOCONDRIA CLOROPLASTO TRANSFERENCIA DE ELECTRONES FLUJO DE PROTONES = FUERZA PROTÓN-MOTRIZ SÍNTESIS DE ATP DADOR ELECTRÓNICO: NADH (E’o -0.320 V) H2O (E’o 0.816 V)

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Es energía emitida en forma de onda de naturaleza electromagnética (fotones) FOTÓN.- Tiene propiedades ondulatorias y de partícula (Teoría de la dualidad onda-partícula) La energía de un mol de fotones de luz visible es 170 a 300 kJ Ecuación de Planck E=hv donde h es la constante de Planck y v es la frecuencia Rayos gamma Rayos X UV Infra- rojo Microondas Ondas de radio TIPO DE RADIACIÓN Longitud de onda LUZ VISIBLE Violeta Azul Verde Naranja Rojo Amarillo Longitud de onda (nm) A MAYOR FRECUENCIA MAYOR ENERGÍA A MENOR LONGITUD DE ONDA MAYOR ENERGÍA

LAS CLOROFILAS ABSORBEN ENERGÍA LUMINOSA PARA LA FOTOSÍNTESIS Son pigmentos verdes Estructuras policíclicas planas Mg2+ Sistemas altamente conjugados Asociados a proteínas Localización membranal Basal Excitado CHO Clorofila b Cadena lateral de fitol Clorofila a

ADICIONALMENTE EXISTEN PIGMENTOS ACCESORIOS b-Caroteno Luteína (xantofila)

FUNCIONAL ES UN TRIMERO LOS SISTEMAS DE CAPTACIÓN ESTÁN ASOCIADOS A PROTEÍNAS DE UNIÓN ESPECÍFICAS COMPLEJOS DE CAPTACIÓN DE LUZ Segmento a-helicoical 5 clorofilas b 7 clorofilas a 2 luteínas MONÓMERO, LA UNIDAD FUNCIONAL ES UN TRIMERO

CENTRO DE REACCIÓN FOTOQUÍMICO ENERGÍA LUMINOSA EN ENERGÍA QUÍMICA ESTROMA LUMEN TILACOIDAL MEMBRANA TILACOIDAL (MEMBRANA INTERNA) FOTOSISTEMAS MOLÉCULAS CAPTADORAS Clorofilas ANTENA CLOROFILAS PIGMENTOS ACCESORIO LUZ CENTRO DE REACCIÓN FOTOQUÍMICO ENERGÍA LUMINOSA EN ENERGÍA QUÍMICA

** * ** * * * * * * * - - + + MOLECULA CAPTADORA EN SU ESTADO BASAL DONADOR ELECTRÓNICO ACEPTOR ELECTRÓNICO DONADOR - + * * * * * MOLECULA CAPTADORA EN SU ESTADO BASAL

CENTROS DE REACCIÓN EN PLANTAS SUPERIORES FOTOSISTEMA I (P700) FOTOSISTEMA II (P680)

ARQUITECTURA DE LOS FOTOSISTEMAS Annu. Rev. Plant Biol. (2006) 57:521

La fotofosforilación requiere del aporte de energía en forma de luz para generar un buen dador electrónico H2O

FOTOSISTEMA II.- SISTEMA FEOFITINA-QUINONA Estroma P680* Feofitina Fotón Membrana tilacoidal Cyt b6f PQA P680 PQB PQBH2 Lumen tilacoidal

Cytb6f P700

Cytb6f A través del Cyt b6f se genera el gradiente de protones

FOTOSISTEMA II.- SISTEMA TIPO FEOFITINA-QUINONA Estroma P680* Membrana tilacoidal Feofitina Fotón Cyt b6f PQA P680 PQB PQBH2 Plastocianina H2O O2 Cytc Lumen tilacoidal

FOTOSISTEMA I (P700) NADP+ + H+ NADPH Ferredoxina: NADP+ Estroma NADP+ + H+ NADPH Ferredoxina: NADP+ oxidorreductasa P700* Filoquinona A (A1) Fotón Fe-S Membrana tilacoidal P700 Plastocianina (reducida) Lumen tilacoidal

EL GRADIENTE DE PROTONES ES GENERADO POR EL Cyt b6f Y POR LA ESCISIÓN DEL H2O

TIPOS DE AGENTES QUE INTERVIENEN CON LA FOSFORILACIÓN INHIBICIÓN DE LA TRANSFERENCIA ELECTRÓNICA INHIBICIÓN DE LA ATP SINTASA DESACOPLAMIENTO DE LA FOSFORILACIÓN