9.4: Fotosistema II

Panoramica

Il fotosistema II è un complesso multiproteico incorporato all’interno della membrana tilakoide dove raccoglie l’energia luminosa. Le molecole di clorofilla trasferiscono l’energia a una coppia specifica di clorofilla a molecole nel centro di reazione del Fotosistema II. Qui, la clorofilla di una molecola perde un elettrone (ossidazione), trasferendolo a un accettatore di elettroni primario. Gli elettroni donati passano attraverso la catena di trasporto degli elettroni nel Fotosistema I. La divisione di una molecola d’acqua rilascia un atomo di ossigeno, due protoni^(H)e due elettroni. Gli elettroni sostituiscono gli elettroni donati delle due clorofilla di molecola nel centro di reazione. L’atomo di ossigeno reagisce immediatamente con un altro atomo di ossigeno, producendo O₂ che viene rilasciato nell’atmosfera. I protoni si accumulano e creano un gradiente di concentrazione sulla membrana tilakoide che guida la sintesi ATP in un processo chiamato chemiosmosi.

Raccolta della luce nel fotosistema II

Il complesso multiproteico Fotosistema II raccoglie i fotoni e trasferisce l’energia attraverso i suoi pigmenti legati clorofilla a e b, e carotenoidi. I carotenoidi hanno una funzione protettiva in quanto aiutano a dissipare la grande quantità di energia presa in che potrebbe altrimenti danneggiare il tessuto vegetale.

L’energia viaggia dalla molecola di clorofilla alla molecola di clorofilla fino a raggiungere una coppia di clorofilla specializzata a molecole in una regione chiamata centro di reazione. Il centro di reazione è noto anche come P680 poiché assorbe la luce ad una lunghezza d’onda di 680 nm. L’energia è abbastanza forte da rompere un elettrone da una clorofilla di una molecola (ossidazione). L’elettrone libero si trasferisce a una molecola primaria dell’accettante di elettroni, in un processo chiamato fotoatto. L’elettrone della clorofilla a nel centro di reazione viene sostituito da uno dei due elettroni che vengono rilasciati nella divisione di una molecola d’acqua.

Protone Gradiente e generazione di ATP

La scissione dell’acqua nel Fotosistema II genera anche un atomo di ossigeno che si combina con un secondo atomo di ossigeno. L’O₂ risultante fuoriesce nell’atmosfera. La reazione fa anche due protoni ( H⁾che si accumulano e creano un gradiente di concentrazione per alimentare un canale proteico specializzato e semipermeabile chiamato sintesi ATP. Il processo dei protoni che si spostano da un’alta concentrazione nel tilacoide, attraverso il canale ad una minore area di concentrazione nello stroma è chiamato chemiosmosi. La chemiosmosi crea energia che permette alla sintetizzata ATP di attaccare un terzo gruppo di fosfati all’ADP per formare la molecola di energia ATP.