Funcion del Cloroplasto

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Como alternativa, la mayoría o toda la energía de excitación se puede transferir desde el electrón fotoexcitado a un electrón de una molécula de pigmento adyacente excitando el segundo electrón a un orbital de energía mayor. Este proceso llamado transferencia de energía de resonancia, es importante para transferir la energía captada desde las moléculas que absorben luz a las moléculas capaces de pasar un electrón excitado a una molécula orgánica aceptora. La transferencia del electrón fotoexcitado de un orbital de alta energía a otras moléculas se llama reducción fotoquímica. Esta transferencia, es imprescindible para convertir la energía luminosa en energía química.

Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis; esta función consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía, y va acompañado de liberación de oxígeno. Los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias.

Un avance importante en la comprensión de las reacciones químicas de la fotosíntesis se produjo a principio del decenio de 1930 con la proposición de C.B. Van Niel, considérese la ecuación general de la fotosíntesis como se presento antes:

CO2 + H2O Luz → (CH2O) + O2

La creencia prevaleciente en 1930 sostenía que la energía lumínica se usaba para dividir el CO2, con lo que se liberaba oxigeno molecular (O2) y el átomo del carbono se trasfería a una molécula de agua para formar una unidad de carbohidrato (CH2O). En 1931 Van Niel propuso un mecanismo alternativo basado en su trabajo con bacterias de azufre. Estaba demostrado que estos organismos eran capaces de reducir CO2 en carbohidratos con la energía de la luz sin producir al mismo tiempo O2 molecular. La reacción propuesta para las bacterias del azufre era:

CO2 + 2 H2S Luz → (CH2O) + H2O + 2S

Con base en la postulación de una similitud en los procesos fotosintéticos de todos los organismos, van Niel propuso una reacción general para incluir estas actividades:

CO2 + 2 H2A Luz → (CH2O) + H2O + 2A

Para la producción de una hexosa, como la glucosa, la reacción seria

6 CO2 + 12 H2A Luz→ C6H12O6 + 6 H2O + 12 A

Van Niel reconoció que en esencia la fotosíntesis era un proceso de oxidación-reducción. En la reacción previa, H2A es un donador de electrones y puede representar H2O, H2S y otros sustratos reducidos que utilizan los diversos tipos de bacterias. Sin embargo el dióxido de carbono es un agente oxidante, que en una célula vegetal se reduce para formar una hexosa en la reacción siguiente:

6 CO2 + 12 H 2 O Luz → C6 H12 O6 + 6 H 2 O + 6 O 2

En este esquema cada molécula de oxigeno no se deriva del CO2, sino de la descomposición de dos moléculas de agua, proceso impulsado por la absorción de la luz. La proposición de Van Niel puso a la fotosíntesis en una perspectiva diferente; en esencia se convirtió en el inverso de la respiración mitocondrial. En tanto la respiración mitocondrial reduce el oxigeno en agua, la fotosíntesis en los cloroplastos oxida el agua en oxigeno. Puesto que el primer proceso libera energía, el último debe necesitarla.

Los fenómenos de la fotosíntesis pueden dividirse en dos series de reacciones. Las reacciones dependientes de la luz (reacción luminosa) la energía solar se absorbe y se almacena como energía química en ATP y NADPH y la reacción independiente de la luz (reacción oscura) los carbohidratos se sintetizan a partir de dióxido de carbono con la energía almacenada en las moléculas de ATP y NADPH. Se estima que la vida vegetal en la tierra convierte alrededor de 500 mil billones de kilogramos de CO2 en carbohidratos cada año una cantidad casi 10000 veces mayor que la producción bovina anual del mundo.