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Fotossíntese (Parte III) (Transportes Cíclico e Não-cíclico de elétrons) -…
Fotossíntese (Parte III) (Transportes Cíclico e Não-cíclico de elétrons)
Na fotossíntese existem dois sistemas diferentes de transporte de elétrons:
Transporte Não-cíclico de elétrons
produz
(NADPH) + (H+)
ATP
O2
Esquema Z
Extrai elétrons da água e os transfere finalmente a (NADPH) + (H+), utilizando fótons absorvidos pelos Fotossistemas I e II
Transporte cíclico de elétrons
produz
ATP
não produz
NADPH
Transporte Não-cíclico de elétrons
Emprega-se a energia da luz para oxidar água formando
H+
elétrons
O2
Quando a clorofila perde elétrons sob excitação pela luz, fica com "falha de elétrons" e, portanto, com a forte tendência a "agarrar elétrons de uma outra molécula, a fim de repor perdas
Os elétrons de reposição provêm da água, quebrando pontes H-O-H
Como os elétrons são transportados da água para a clorofila e por fim para NADP+, eles passam por uma cadeia de carreadores de elétrons na membrana do tlacoide.
essas reações redox são exergônicas e parte da energia livre desprendida emprega-se finalmente na formação de ATP pela quimiosmose
São necessários dois
Fotossistemas
que são
Grupos moleculares na membrana do tilacoide impulsionados pela luz, cada um consistindo em muitas moléculas de clorofila e de pigmentos acessórios ligados a proteínas em sistemas de antena de absorção de energia separados.
os dois tipos de Fotossistemas são
Fotossistema I
usa a energia da luz para reduzir
NADP+
a
(NADPH) + (H+)
Seu centro de reação contém uma molécula de
Clorofila a P700
assim chamada porque
Absorve melhor a luz com um comprimento de onda de 700 nm
Requer fótons mais energéticos (com comprimento de onda mais curtos) do que os exigidos pelo Fotossistema I
Fotossistema II
usa energia da luz para
oxidar moléculas de água
produzindo
prótons (H+)
elétrons
O2
Seu centro de reação contém uma molécula de
Clorofila a P680
assim chamada porque
absorve o máximo de luz a 680 nm
Que se complementam, interagindo de uma maneira descrita em um modelo chamado de
Esquema Z
tem esse nome porque
A trajetória dos elétrons, quando colocados ao longo de um eixo de nível energético crescente, lembra uma letra Z vista deitada
Descreve as reações do transporte não-cíclico de elétrons da
água
para
NADP+
Fotossistema II precede o Fotossistema I
Etapas que ocorrem no Fotossistema II
1 - Absorve fótons
2 - Os elétrons passam da
P680
para o
Aceptor primário de elétrons (primeiro carreador na cadeia de transporte de elétrons)
3 - P680 é oxidada a P680+
4 - Os elétrons da oxidação da água transferem-se à
P680+
que readquire a forma reduzida
P680
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Na cadeia de transporte de elétrons, os elétrons do Fotossistema II passam por uma série de
Reações exergônicas
acopladas indiretamente ao
bombeamento de prótons
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Para manter o Transporte Não-cíclico de elétrons, ambos os fotossistemas necessitam estar constantemente absorvendo luz e, assim, impulsionando elétrons para órbitas mais altas, de onde podem ser captados por agentes oxidantes específicos.
Transporte Cíclico de elétrons
ocorre em alguns organismos quando
a razão de (NADPH) + (H+) para NADP+ é alta
produz apenas
ATP
recebe esse nome porque
Um elétron transportado de uma molécula de clorofila excitada no início retorna ciclicamente à mesma molécula de clorofila no final da cadeia de reações
Apenas o Fotossistema I está envolvido nesse processo
Esse ciclo consiste em uma série de reações redox, todas exergônicas e a
energia liberada armazena-se
sob forma de um
gradiente de prótons
que
pode ser utilizado para produzir ATP
Etapas do Transporte Cíclico de Elétrons
1 - A molécula de clorofila P700 encontra-se em estado básico
2 - A molécula de de clorofila absorve um fóton e se torna P700*
3 - A P700* reage com
Ferrodoxina oxidada (Fdox)
para produzir
Ferrodoxina reduzida (Fered)
4 - A Ferrodoxina reduzida (Fered)
transfere seu elétron adicionado para um agente oxidante diferente chamado de
Plastoquinona (PQ)
uma molécula orgânica pequena
5 - Plastoquinona (PQ) bombeia dois H+ de volta através da
Membrana do tilacoide
6 - Deste modo Fdred reduz PQ e PQred passa o elétron para a cadeia de transporte de elétrons via
Plastocianina (PC)
até completar seu ciclo de retorno à
P700*
resultando em uma
restauração de sua forma não-carregada, P700
Fotofosforilação
Mecanismo quimiosmótico realizado para a produção de ATP no
Cloroplasto
impulsionada pela
Luz
a partir de
ADP
Pi
Nos cloroplastos, o transporte de elétrons por meio da cadeia é acoplado ao
transporte de prótons (H+)
através da
membrana dos tilacoide
que resulta em um
Gradiente de prótons
Os carreadores de elétrons nas membranas do tilacoide orientam-se para que os prótons se movam
estroma (a matriz interna do cloroplasto)
até o
lúmen do tilacoide
Portanto, o
lúmen do tilacoide
se torna
ácido
em relação ao
estroma
A diferença de pH entre
tilacoide e estroma
leva à
difusão de H+
de volta para fora do
lúmen do tilacoide
por meio de
canais proteicos específicos
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Semelhante ao que ocorre na
formação de ATP nas mitocôndrias de animais
uma das diferenças é a
orientação
onde em
Vegetais
mediante
ATP-sintase
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Animais
fluem
para dentro
da
Matriz mitocondrial