Fotosintesiaren Faseak eta Prozesu Biokimikoak

Sarrera

Fotosintesia: (Argi) energia kimiko bihurtzen da. Hauek ilunpetako fasean erabiliko dira kloroplastoetako tilakoideetan eta zianobakterioetako zitoplasman. $H_2O$ erabiltzen da elektroiak emateko, eta oxigenoa askatzen da. (Ilunpeko fasea) Argitako fasean lorturiko ATP eta $NADPH + H^+$ erabiliz, konposatu ez-organikoak erreduzitzen dira. Prozesu hau oso garrantzitsua da; Calvin zikloa kloroplastoaren estroman eta zelula prokariotoen zitoplasman gertatzen da.

$6CO_2 + 12H_2O + ext{Argi energia} ightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O$

Argialdia edo Argiko Fasea

Argiko fasea argi-energia $NADPH + H^+$ eta ATP bihurtzeko prozesua da.

Fotosistemak

Fotosistemak: Pigmentu fotosintetikoek eta proteina zentro batek eratutako multzoa dira. Pigmentu hauek kloroplastoen tilakoideen mintzean daude. Bi fotosistema daude (uhin-luzeraren arabera): antena eta erreakzio-gunea. Hemen pigmentu diana dago; honek argia desbideratzen du eta elektroiak beste molekula batera transferitzen ditu.

2 fotosistema mota: Fotosistema I (PSI) eta Fotosistema II (PSII).

Elektroien Garraioa eta Fotofosforilazioa

$H_2O$-aren fotolisia: $P_{680}$ molekulak 2 fotoi xurgatu eta 2 elektroi galtzen ditu. Leku hori $H_2O$-k betetzen du, elektroiak beste aldera pasatuz eta protoiak ($H^+$) tilakoidera bidaliz.

ADP-aren fotofosforilazioa: 2 elektroi aktibatzen dira; plastokinonak (PQ) estromatik 2 $H^+$ hartu eta erreduzitu egiten da. Gero, elektroiak zitokromo b-f konplexura transferitzean, protoiak tilakoidera pasatzen dira uraren fosforilazioarekin batera, eta gradiente elektrokimiko bat sortzen da. Horrek, protoiek barnetik estromara pasatzean, ATP-sintetasa aktibatzea eta ATP sortzea eragiten du.

NADP+: 2 fotoik Fotosistema I-eko klorofila $P_{700}$-k xurgatzean, honek beste bi elektroi galtzen ditu eta ferredoxinari transferitzen dizkio. $P_{700}$-k galdutako elektroiak plastozianinak jarriko ditu, eta honek zitokromo b-f-tik hartuko ditu. Ferredovinak $NADP^+$ erreduktasa entzimari pasatuko dizkio, eta hau aktibatu egin eta estromatik bi $H^+$ hartuko ditu, $NADP^+$-aren erredukzioa katalizatuz.

Ilunpeko Fasea (Calvin Zikloa)

ILUNPEKOA: Lorturiko ATP eta $NADPH + H^+$ erabiliz, materia inorganikoa materia organiko bihurtzen da.

Calvin Zikloa

Erribulosa-1,5-bisfosfato batek $CO_2$-rekin erreakzionatzen du hexosa bat emateko. Erreakzioa erribulosa-1,5-bisfosfato karboxilasa oxidasak (Rubisco) katalizatzen du. Azkenean, molekula zatitu eta bi triosa ematen ditu. Molekula honetatik abiatuta azukreak eta gantzak sintetizatzen dira. Hexosa bat eratzeko 6 buelta eman behar dira 6 karbono lortzeko.

$6CO_2 + 18ATP + 12NADPH + 12H^+ ightarrow C_6H_{12}O_6 + 6H_2O + 18ADP + 18P_i + 12NADP^+$

Fotosintesiaren Intentsitatea eta Faktoreak

Fotosintesiaren abiadura eta errendimendua baldintzatzen dituzten faktoreak:

• $CO_2$-aren kontzentrazioa: $CO_2$ gehiagorekin, jarduera fotosintetikoa gora egiten du balio batera iritsi arte; puntu horretan fotosintesiaren entzimak asea daude.
• Tenperatura: Tenperaturak gora egitean errendimenduak gora egiten du. Tenperatura batetik aurrera, ordea, ilunpetako fasean inplikaturiko entzimak desnaturalizatu egiten dira.
• Argia: Intentsitatea handitzean errendimendua handitzen da, baina muga bat gainditzean pigmentuen fotoxidazio itzulezina gertatzen da.
• Ura: Ur kantitatea gutxitzean estomak itxi egiten dira, $CO_2$ gutxitzen da, oxigenoa pilatzen da eta errendimenduak behera egiten du.