Concetti Chiave
- I fotoautotrofi ossigenici, come i cianobatteri, producono ossigeno attraverso la fotolisi dell'H2O.
- I fotoautotrofi non ossigenici utilizzano composti di zolfo come donatori di idrogeno e non producono O2 durante la fotosintesi.
- I fotosintetici eterotrofi possono sintetizzare ATP utilizzando la luce e materie organiche preformate o CO2.
- Alcune Archea, come l'Halobacterium halobium, utilizzano la fotofosforilazione non fotosintetica per generare ATP tramite la batteriorodopsina.
- La batteriorodopsina cattura la luce e genera un gradiente di protoni H+, fondamentale per la sintesi di ATP nelle Archea.
Tipi di fotoautotrofi
I fotoautotrofi sono batteri fotosintetici suddivisi in:
-Fotoautotrofi ossigenici – utilizzano la fotolisi dell’H2O e producono ossigeno come molecola di scarto (es. cianobatteri);
-Fotoautotrofi non ossigenici – questi microrganismi utilizzano l’energia luminosa come fonte di energia e la CO2 come fonte di carbonio, ma utilizzano composti ridotti dello zolfo come donatori di idrogeno, anziché acqua e quindi il processo si svolge senza produzione di O2. Questi batteri presentano un solo fotosistema e hanno un pigmento particolare chiamato batterioclorofilla che assorbe nel range 800-1100 nm (es. batteri sulfurei verdi e batteri sulfurei purpurei);
-Fotosintetici eterotrofi – posseggono varie alternative per concludere la fotosintesi: per esempio utilizzano la luce per la sintesi di ATP e per la sintesi della materia possono utilizzare CO2 o sostanze organiche preformate (es. batteri non-sulfurei come Rodospirillum);
-Archea che utilizzano la fotofosforilazione non fotosintetica.
Fotofosforilazione non fotosintetica
-Fotosforilazione non fotosintetica: alcune specie di Archea, come per esempio l’Halobacterium halobium, i quali vivono in ambienti estremamente iperosmotici, presentano un particolare pigmento proteico, chiamato batteriorodopsina, coniugato ad un retinoide (detto retinale) che cattura la luce dando origine direttamente a un gradiente di protoni H+ attraverso la membrana, flusso che si associa alla sintesi di ATP. L’espulsione di protoni H+ energizza la membrana, il ritorno degli idrogenioni è attuato dal sistema ATP-sintetasico con produzione di ATP.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra fotoautotrofi ossigenici e non ossigenici?
- Cosa caratterizza i fotosintetici eterotrofi?
- Come avviene la fotofosforilazione non fotosintetica nelle Archea?
I fotoautotrofi ossigenici, come i cianobatteri, utilizzano la fotolisi dell'H2O producendo ossigeno come scarto, mentre i fotoautotrofi non ossigenici impiegano composti ridotti dello zolfo come donatori di idrogeno, senza produrre O2 (es. batteri sulfurei verdi e purpurei).
I fotosintetici eterotrofi utilizzano la luce per sintetizzare ATP e possono impiegare sia CO2 che sostanze organiche preformate per la sintesi della materia, come nel caso dei batteri non-sulfurei come Rodospirillum.
Nelle Archea come l'Halobacterium halobium, la fotofosforilazione non fotosintetica avviene grazie alla batteriorodopsina, che cattura la luce e genera un gradiente di protoni H+, utilizzato per la sintesi di ATP attraverso il sistema ATP-sintetasico.
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