Fotosíntesis: Pigmentos y Fotosistemas Clave en la Conversión de Energía Lumínica

Fotosíntesis: Pigmentos y Fotosistemas

La fotosíntesis permite que las células capten la energía luminosa del sol y la transformen en energía química. Esta energía se almacena y posteriormente se aprovecha en la síntesis de principios inmediatos. Este proceso se realiza en las células que tienen cloroplastos.

Pigmentos Fotosintéticos

Para que la energía de la luz pueda ser utilizada por los seres vivos, es necesario que sea absorbida. Las sustancias que absorben la luz son pigmentos que se encuentran en las membranas tilacoidales del cloroplasto. Son moléculas que contienen un grupo químico capaz de absorber una longitud de onda particular del espectro visible. Entre estas moléculas se encuentran las clorofilas, la xantofila y los carotenoides.

La molécula de clorofila consta de dos regiones:

• Un anillo de porfirina que contiene magnesio y cuya función es absorber la luz.
• Una cadena hidrófoba de fitol cuya función es mantener la clorofila integrada en la membrana.

Los enlaces dobles permiten la deslocalización de los electrones. Los diversos organismos fotosintéticos utilizan varios tipos de pigmentos con distinta estructura molecular. La clorofila a es el pigmento implicado en la transformación de energía de la luz en energía química. Contienen otros pigmentos (clorofila b y c y carotenoides). Al captar los fotones, pasan a un estado excitado; cuando vuelven a su estado primitivo, ceden una energía que es capaz de excitar a una molécula contigua. Una molécula excitada es aquella que ha sufrido un cambio en la distribución de sus electrones tras recibir energía. Si esa molécula vuelve a su estado primitivo, desprenderá una cantidad de energía menor que la que absorbió para excitarse.

Fotosistemas

Los cloroplastos contienen unas 300 moléculas más de las requeridas para la fotosíntesis. Estas moléculas actúan juntas como una unidad fotosintética, en la cual solo un miembro del grupo, la clorofila del centro de reacción, actúa transfiriendo los electrones a un receptor. Todas se encargan de absorber luz y forman una especie de antena para atrapar fotones de diferente longitud de onda. Cuando una molécula se excita al captar un fotón, se transfiere la energía de excitación a una molécula cercana por un proceso de resonancia; finalmente, esta se transfiere a la molécula de pigmento situada en el centro de reacción.

Tipos de Fotosistemas

El PS II impulsa los electrones desde un nivel energético menor que el del agua hasta un punto a mitad del camino, para que a continuación el PS I los eleve hasta un nivel energético por encima del NADP+.

Fotosistema I (PS I)

Se localiza en las membranas de los tilacoides no apilados. El centro de reacción contiene dos moléculas de clorofila a denominadas P700.

Fotosistema II (PS II)

Se localiza en las grana. Su centro de reacción contiene dos moléculas de clorofila a llamadas P680.