Fases da fotossíntese

Explicação

A fotossíntese divide-se em duas fases diferentes: a fase fotoquímica, que depende diretamente da luz, e a fase química, que não depende diretamente da luz.

Fase fotoquímica

Inicia-se com a captação de energia luminosa pelos pigmentos fotossintéticos;
Ocorre na membrana dos tilacoides, onde existem dois fotossistemas - I e II - que realizam processos simultâneos;
Dá-se a conversão de energia luminosa em energia química, na forma de moléculas de ATP e NADPH.


A.	Fotossistema I	1.	Oxidação de clorofilas a
B.	Fotossistema II	2.	Fotólise da água
C.	Complexo citocromático	3.	Cadeia transportadora de eletrões
X.	NADP⁺ redutase	4.	Síntese de NADPH
Z.	ATP sintase	5.	Síntese de ATP

Síntese de NADPH

Quando os pigmentos fotossintéticos captam a luz sob a forma de fotões, transmitem-na por ressonância até às clorofilas a do fotossistema II (B), promovendo a sua oxidação (1). Estes são encaminhados até uma proteína aceitadora e transportados até ao fotossistema I (A) através da cadeia transportadora de eletrões (3).

No caminho, encontram o complexo citocromático (C) que, ao ser estimulado pela passagem dos eletrões, promove a entrada de protões H⁺ para o lúmen do tilacoide por transporte ativo.

Chegando ao fotossistema I, dá-se nova oxidação de clorofilas a devido à captação de fotões. Os novos eletrões resultantes são encaminhados por uma proteína aceitadora até à NADP⁺ redutase (X), na membrana externa, onde é promovida a reação de síntese de NADPH (4) através da reação:

$\text{NADP}^++2\text{e}^-+2\text{H}^+\to\text{NADPH}+\text{H}^+$

Para compensar a perda de eletrões nas clorofilas, ocorre a fotólise da água (2), isto é, o desdobramento da molécula em protões, eletrões e oxigénio segundo a reação:

$2\text{H}_2\text{O}\to4\text{e}^-+4\text{H}^++\text{O}_2$

Os eletrões são repostos nas clorofilas a, os protões mantêm-se no lúmen para posterior utilização e o oxigénio é libertado para o estroma, sendo depois encaminhado para o exterior.

Síntese de ATP

Os protões bombeados pelo complexo citocromático elevam o gradiente de concentração no lúmen tilacoidal, resultando no encaminhar destes para a ATP sintase (Z). Aqui, são libertados para o estroma durante o processo de fosforilação de ADP em ATP (5).

Fase química

Constituída pelo Ciclo de Calvin, onde se dá a produção de matéria orgânica utilizando os compostos energéticos da fase fotoquímica. Ocorre no estroma e divide-se em 3 momentos principais.


A	Fixação do carbono
B	Redução do carbono com produção de açúcares
C	Regeneração da RuDP

Fixação do carbono

Marca o início do ciclo através da incorporação de 1 carbono proveniente do CO₂, absorvido pela planta, na ribulose difosfato (RuDP), uma molécula com 5 carbonos na sua constituição. Esta reação é catalisada pela ribulose difosfato carboxilase-oxidase (RuBisCO), formando um composto altamente instável de 6 carbonos.

A estrutura instável divide-se em 2 moléculas de 3 carbonos cada, mais estáveis. Estas sofrem fosforilações por 1 molécula de ATP por carbono.

Redução do carbono com produção de açúcares

Após serem fosforiladas, as moléculas são reduzidas por 1 NADPH por carbono, originando 2 moléculas de gliceraldeido-3-fosfato (G3P). Daqui, 1 G3P sai do ciclo para formar açúcares, enquanto o outro mantém-se neste.

O G3P que sai do ciclo liberta 1 carbono para a produção do açúcar, sendo necessárias 6 voltas ao ciclo para produzir 1 molécula de glicose. Os 2 carbonos que restam são reencaminhados para o Ciclo de Calvin.

Regeneração da RuDP

A molécula de G3P que mantém-se no ciclo é novamente fosforilada pelo ATP, juntando-se os 2 carbonos não utilizados na produção de açúcares. Desta forma, regenera-se a molécula original de RuDP com 5 carbonos, possibilitando o reinício do ciclo.