EL mecanismo natural por el cual los vegetales y algunas bacterias elaboran material orgánica a partir de compuestos inorgánicos utilizando la energía luminosa (del Sol), se denomina fotosíntesis.
Este proceso constituye el primer eslabón en la elaboración de la materia orgánica en nuestro planeta. La ecuación general que resume el conjunto de reacciones implicadas en la fotosíntesis es la siguiente:
luz
n H2O + n CO2 → (CH2O)n + n O2
Partiendo de H2O y CO2, las plantas sintetizan carbohidratos con la ayuda de la energía luminosa y desprenden O2. El proceso tiene lugar en dos fases: luminosa y oscura.
Fase Luminosa
Esta fase se produce en presencia de luz, en los cloroplastos de la célula vegetal. La energía luminosa ejerce una doble acción:
- 1- Por un lado escinde la molécula de agua en iones H+ y OH-, lo que se conoce como fotólisis del agua.
- 2- Por otro, incide sobre la clorofila y otros pigmentos contenidos en los grana de los cloroplastos, excitándolos.
La clorofila, de la que existen varias clases, es un pigmento formado por una larga cadena de fitol (un alcohol) y cuatro anillos pirrólicos unidos por coordinación a un átomo de magnesio ionizado (Mg2+). Al incidir un fotón sobre esta estructura, la energía contenida en aquél excita la molécula de la clorofila y ésta emite un electrón. Los electrones emitidos de esta forma por el pigmento son transferidos por una serie de transportadores electrónicos, como la ferredoxina, hasta H+ escindidos de las moléculas de agua y reducen el NADP, con lo que se obtienen compuestos reductores en forma de NADPH que serán empleados en la fase oscura para sintetizar los carbohidratos.
Por su parte, la clorofila, al perder electrones, queda cargada positivamente y para volver a su estado inicial debe recibir nuevos electrones. Estos son aportados por el grupo OH- del agua fotolisada a través de citocromos*. En este último paso, se forman moléculas de ATP que serán necesarias para la síntesis en la fase oscura.
Fase Oscura
Esta fase se produce en el estroma de los cloroplastos y no requiere la presencia de luz. Durante este proceso se fija el CO2, para lo cual se utiliza el poder reductor del NADPH y la energía química del ATP obtenidos en la primera fase.
El conjunto de reacciones que componen esta fase de denomina ciclo de Calvin y consta de varias etapas:
- El CO2 se incorpora a la ribulosa 1–5–difosfato, una pentosa, y se forma, por escisión de esta última, 3–fosfoglicerato.
- En una etapa posterior este compuesto es reducido por la intervención del NADPH y el ATP a gliceraldehído–3–fosfato.
- Parte de las moléculas del gliceraldehído–3–fosfato se utilizan, finalmente, para sintetizar glucosa y otra parte regenera la ribulosa 1–5–difosfato.
Hay que aclarar que, a pesar de que en la fase luminosa de la fotosíntesis se produce CO2, las células vegetales también consumen este elemento en la respiración. Este consumo es, naturalmente, constante, si bien inferior a la cantidad de CO2 producida durante el día. Pero por la noche, debido a que no tiene lugar la fase luminosa, dicho consumo es más patente y notorio, por lo que las plantas se comportan en este periodo de tiempo y desde un punto de vista energético como auténticos seres heterótrofos.
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Fuentes Bibliográficas
- Concepto de Fotosíntesis
- Metabolismo primario de las plantas
- Función del metabolismo vegetal
- Etapas de la fotosíntesis
- Fotosíntesis
