Fotosintesi

La fotosintesi

La fotosintesi, nel suo significato generale, rappresenta un processo diametralmente opposto alla respirazione. La fotosintesi è un processo che richiede energia, è una reazione endoergonica. L’energia necessaria è fornita dalla energia radiante (luce solare):

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Gli organismi fotosintetici sono in grado di utilizzare la luce come fonte di energia in quanto possiedono particolari pigmenti. Il pigmento che è alla base della fotosintesi è la clorofilla. La molecola della clorofilla reagisce all’assorbimento della luce con una sequenza di eventi che portano alla conversione dell’energia di un fotone in energia chimica. Molto schematicamente possiamo dire che la fotosintesi è innanzitutto un processo di ossido-riduzione, che comporta il passaggio di elettroni da un donatore H₂O ad un accettore CO₂.

Nella fotosintesi si ha un trasferimento di elettroni contro un gradiente di potenziale di circa 1,2 volt. Il trasporto di elettroni contro gradiente di potenziale si realizza attraverso due reazioni fotochimiche separate: il fotosistema II e il fotosistema I.

Fotosistema II

Nel fotosistema II, H₂O funge da donatore di elettroni, in seguito all’ossidazione dell’acqua si genera ossigeno e gli elettroni vengono trasferiti su un accettore Q. Il composto Q, ora ridotto, può trasferire il suo elettrone ad un altro accettore, il plastochinone, il quale si riduce e a sua volta può ridurre il cit beta-gamma, il trasporto continua attraverso diverse tappe. In questo trasferimento da Q al P700 una parte dell’energia di potenziale di ossido-riduzione è resa disponibile ed è utilizzata per sintetizzare ATP.

Fotosistema I

Il P700 è il centro di reazione del fotosistema I. Con tutta probabilità si tratta di una molecola di clorofilla. Una volta ridotto, il P700 trasferisce l’elettrone ad un accettore sconosciuto X. Questo trasferimento è reso possibile attraverso il fotosistema I. Dal composto X ridotto, gli elettroni passano alla ferridosina e poi giungono sull’NADP, che una volta ridotto in NADPH insieme all’ATP prodotto nelle altre tappe enzimatiche costituisce il cosiddetto potere riducente necessario per la riduzione della CO₂.

La riduzione della CO₂ a zuccheri avviene attraverso un ciclo di reazioni complesse che possono essere semplificate così: