Concetti Chiave
- Il trasferimento di energia nei complessi antenna avviene attraverso un processo di risonanza induttiva, con pigmenti che raccolgono energia solare e la trasmettono fino al centro di reazione.
- I complessi antenna possono contenere da 200-300 clorofille nelle piante superiori a migliaia in alcune alghe, variando in base agli organismi fotosintetici.
- Nel processo fotochimico, l'elettrone viene trasferito dalla clorofilla eccitata a un accettore, generando una separazione di carica grazie a clorofille speciali nel centro di reazione.
- I fotosistemi I e II contengono clorofille P680 e P700 e differiscono per la fonte degli elettroni: acqua per il fotosistema II e trasportatori intermedi per il fotosistema I.
- L'ATP viene prodotto nellostroma dall'ATP sintasi, sfruttando l'energia del passaggio dei protoni attraverso la membrana, generando un gradiente di cariche.
Indice
Qual è l'interazione tra pigmenti e proteine?
insieme di pigmenti e proteine, che interagiscono a componenti apolari e si attaccano alla membrana. Questo aggregato si organizza secondo una logica ferrea. Pigmenti distributivi sulla periferia (esterna) ,raccolgono energia solare, questi vengono eccitati dai fotoni e trasmettono l’energia ai pigmenti adiacenti. L’energia sarà trasferita da pigmento a pigmento fino a raggiungere il centro di reazione.
Trasferimento di energia nei complessi antenna
Nel complesso antenna avviene esclusivamente il trasferimento di energia di eccitazione. Questo avviene tramite un processo di risonanza induttiva da una molecola di clorofilla esterna a una più vicina.
La composizione dei pigmenti nei complessi antenna può variare a seconda delle differenti classi di organismi fotosintetici (alghe,piante verdi).
Le dimensioni del complesso antenna possono variare considerevolmente, da 200-300 clorofille per un singolo centro di reazione nelle piante superiori fino a qualche migliaia di pigmenti in alcune alghe.
Meccanismo di risonanza induttiva
Meccanismo di risonanza induttiva: Fluorescence Resonance energy Transfer (FRET), è un evento fisico, c’è un trasferimento di energia di eccitazione da un pigmento all’altro fino a raggiungere il centro di reazione nel quale avviene una reazione chimica di ossido-riduzione.
L’energia di eccitazione viene incanalata con un flusso unidirezionale dai pigmenti del complesso antenna verso il centro di reazione. Più ci si avvicina al centro di reazione e più aumenta la lunghezza d’onda di assorbimento dei pigmenti. Quindi l’energia di eccitazione è più bassa in prossimità del centro di reazione rispetto alle regioni periferiche dell’antenna.
Nell’ambiente verrà rilasciata una piccola percentuale di energia sotto forma di calore.
Processo fotochimico e separazione di carica
Nel processo fotochimico l’elettrone è trasferito dalla clorofilla eccitata ad un accettore presente nel centro di reazione del fotosistema. Si verifica così un fenomeno che si chiama separazione di carica. Solo le clorofille speciali del centro di reazione possono effettuare il processo fotochimico.
Queste clorofille sono collocate in un complesso in modo tale da poter realizzare reazioni di ossidoriduzione.
Funzionamento dei fotosistemi I e II
Due fotosistemi I e II che contengono le clorofille speciali P680 e P700. Lacuna elettronica colmata con un altro elettrone può provenire da elementi differenti: nel fotosistema II è l'acqua, nel fotosistema I è uno dei trasportatori intermedi di elettroni che è la plastocianina.
Nel fotosistema I c’è la proteina ferredossina che trasferisce elettroni all'accettore finale.
Complesso dei plastochinoni che accettano e donano elettroni.
Complesso del citocromo B6F.
L’ATP viene rilasciato nello stroma dall’ATP sintasi.
Ci sono dei punti della catena dove vengono rilasciati i protoni nel lume, che serve per acidificarlo. Se si rende più evidente il gradiente di cariche tra stroma e lume. Il passaggio dei protoni, viene rilasciata energia che viene usata dalla testa dell’ATP sintasi, dove ci sono dei siti catalitici.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei pigmenti nei complessi antenna durante la fotosintesi?
- Come avviene il trasferimento di energia nei complessi antenna?
- Qual è il meccanismo di separazione di carica nel processo fotochimico?
- Quali sono le funzioni dei fotosistemi I e II nella fotosintesi?
I pigmenti nei complessi antenna raccolgono energia solare e la trasferiscono da un pigmento all'altro fino a raggiungere il centro di reazione, dove avviene una reazione chimica di ossido-riduzione.
Il trasferimento di energia nei complessi antenna avviene tramite un processo di risonanza induttiva, in cui l'energia di eccitazione viene trasferita da una molecola di clorofilla esterna a una più vicina.
Nel processo fotochimico, l'elettrone viene trasferito dalla clorofilla eccitata a un accettore nel centro di reazione, dando origine alla separazione di carica, un fenomeno che coinvolge le clorofille speciali del centro di reazione.
I fotosistemi I e II contengono clorofille speciali (P680 e P700) e sono responsabili del trasferimento di elettroni, con il fotosistema II che utilizza l'acqua e il fotosistema I che utilizza la plastocianina come donatori di elettroni.
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