Fotosíntesis - ciencias de la naturaleza.

« Cloroplastos de raíz de cebollaLos cloroplastos son diminutas estructuras esféricas verdes esenciales para la fotosíntesis.

La molécula de clorofila, un compuestoorgánico muy complejo de magnesio, carbono e hidrógeno, regula la absorción de las porciones roja, violeta y azul del espectrovisible.Richard Kirde/Oxford Scientific Films La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos.

La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso.

Captura la luz de lasregiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones.

Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamadoscarotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación.

Estospigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis. La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especial enzimas, necesarios pararealizar las distintas reacciones.

Estos compuestos están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior de éstos, los pigmentos se disponen ensubunidades llamadas fotosistemas.

Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles energéticos más altos, y transfieren la energía a un tipo especial declorofila llamado centro de reacción. En la actualidad se conocen dos fotosistemas, llamados I y II.

La energía luminosa es atrapada primero en el fotosistema II, y los electrones cargados de energía saltan a unreceptor de electrones; el hueco que dejan es reemplazado en el fotosistema II por electrones procedentes de moléculas de agua, reacción que va acompañada de liberaciónde oxígeno.

Los electrones energéticos recorren una cadena de transporte de electrones que los conduce al fotosistema I, y en el curso de este fenómeno se genera untrifosfato de adenosina o ATP, rico en energía.

La luz absorbida por el fotosistema I pasa a continuación a su centro de reacción, y los electrones energéticos saltan a suaceptor de electrones.

Otra cadena de transporte los conduce para que transfieran la energía a la coenzima dinucleotido fosfato de nicotinamida y adenina o NADP que,como consecuencia, se reduce a NADPH 2.

Los electrones perdidos por el fotosistema I son sustituidos por los enviados por la cadena de transporte de electrones del fotosistema II.

La reacción en presencia de luz termina con el almacenamiento de la energía producida en forma de ATP y NADPH 2. 3 REACCIÓN EN LA OSCURIDAD Melvin CalvinEl químico estadounidense Melvin Calvin fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1961.

Calvin detectó lasecuencia de reacciones químicas producida por las plantas al convertir dióxido de carbono gaseoso y agua en oxígeno e hidratos decarbono, proceso conocido como ciclo de Calvin.© The Nobel Foundation La reacción en la oscuridad tiene lugar en el estroma o matriz de los cloroplastos, donde la energía almacenada en forma de ATP y NADPH 2 se usa para reducir el dióxido de carbono a carbono orgánico.

Esta función se lleva a cabo mediante una serie de reacciones llamada ciclo de Calvin, activadas por la energía de ATP y NADPH 2.

Cada vez que se recorre el ciclo entra una molécula de dióxido de carbono, que inicialmente se combina con un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosa 1,5-difosfato para formar dosmoléculas de un compuesto de tres carbonos llamado 3-fosfoglicerato.

Tres recorridos del ciclo, en cada uno de los cuales se consume una molécula de dióxido de carbono,dos de NADPH 2 y tres de ATP, rinden una molécula con tres carbonos llamada gliceraldehído 3-fosfato; dos de estas moléculas se combinan para formar el azúcar de seis carbonos glucosa.

En cada recorrido del ciclo, se regenera la ribulosa 1,5-difosfato. Por tanto, el efecto neto de la fotosíntesis es la captura temporal de energía luminosa en los enlaces químicos de ATP y NADPH 2 por medio de la reacción en presencia de luz, y la captura permanente de esa energía en forma de glucosa mediante la reacción en la oscuridad.

En el curso de la reacción en presencia de luz se escinde la moléculade agua para obtener los electrones que transfieren la energía luminosa con la que se forman ATP y NADPH 2.

El dióxido de carbono se reduce en el curso de la reacción en la oscuridad para convertirse en base de la molécula de azúcar.

La ecuación completa y equilibrada de la fotosíntesis en la que el agua actúa como donante de electrones yen presencia de luz es 6 CO 2 + 12H 2O → C 6H12O6 + 6O 2 + 6H 2O 4 FOTOSÍNTESIS ARTIFICIAL Si los químicos lograran reproducir la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la posibilidad de capturar energía solar a gran escala.

En la actualidad se trabaja muchoen este tipo de investigación.

Todavía no se ha logrado sintetizar una molécula artificial que se mantenga polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de formaútil con otras moléculas, pero las perspectivas son prometedoras. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993--2008 Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos.. »