9.4: Fotossistema II

Visão Geral

O Fotossistema II é um complexo multi-proteico incorporado dentro da membrana de tilacóides onde recolhe energia da luz. Moléculas de clorofila transferem energia para um par específico de moléculas de clorofila a no centro reativo do Fotossistema II. Aqui, as moléculas de clorofila a perdem um eletrão (oxidação), transferindo-o para um aceitador de eletrões primário. Os eletrões doados passam pela cadeia de transporte de eletrões para o Fotossistema I. A divisão de uma molécula de água liberta um átomo de oxigénio, dois protões (H⁺) e dois eletrões. Os eletrões substituem os eletrões dados das duas moléculas de clorofila a no centro reativo. O átomo de oxigénio reage imediatamente com outro átomo de oxigénio, produzindo O₂ que é libertado na atmosfera. Os protões acumulam-se e criam um gradiente de concentração através da membrana dos tilacóides que guia a síntese de ATP em um processo chamado quimiosmose.

Captura de Luz no Fotossistema II

O complexo multi-proteico do Fotossistema II captura fotões e transfere energia através dos seus pigmentos associados clorofila a e b, e carotenóides. Os carotenóides têm uma função protetora, pois ajudam a dissipar a vasta quantidade de energia capturada que poderia danificar o tecido vegetal.

A energia viaja de molécula de clorofila para molécula de clorofila até atingir um par de moléculas de clorofila especializadas em uma região chamada centro reativo. O centro reativo também é conhecido como P680, pois absorve luz em um comprimento de onda de 680 nm. A energia é forte o suficiente para quebrar um eletrão de uma molécula de clorofila (oxidação). O eletrão livre é transferido para uma molécula aceitadora de eletrões primária, em um processo chamado fotoato. O eletrão da clorofila a no centro reativo é substituído por um dos dois eletrões que são libertados na divisão de uma molécula de água.

Gradiente de Protões e Produção de ATP

A divisão da água no Fotossistema II também dá origem a um átomo de oxigénio que se combina com um segundo átomo de oxigénio. O O₂ resultante escapa para a atmosfera. A reação também gera dois protões ( H⁺) que se acumulam e criam um gradiente de concentração para alimentar um canal proteico especializado e semi-permeável chamado ATP sintase. O processo em que os protões se movem de uma alta concentração no tilacóide, através do canal para uma zona de concentração mais baixa no estroma é chamado de quimiosmose. A quimiosmose cria energia que permite que a ATP sintase ligue um terceiro grupo fosfato ao ADP para formar a molécula de energia ATP.

- No Fotossistema II, complexo multiproteico, fótons são absorvidos e sua energia é passada através da porção de luz por muitas moléculas de pigmentos ligados tais como, clorofila A e B, e os carotenóides. Esta absorção ativa gera energia que é transferida a um par de moléculas de clorofila conhecido como P680 no centro de reação. Aqui, as duas clorofilas são especializadas para sofrer oxidação onde elas desistem de um elétron excitado para a molécula primária de receptores de elétrons em um processo chamado Fotoativação.

O elétron ausente é então substituído dividindo a água em dois íons de hidrogênio e um átomo de oxigênio liberando dois elétrons que são fornecidos um por um ao centro de reação. Agora, os elétrons estão prontos para viajar pela cadeia de transporte de elétrons para o Fotossistema I. O oxigênio pode combinar com outro oxigênio da água para formar um gás que escapa para a atmosfera e o acúmulo de íons de hidrogênio dentro do tilacoide cria um gradiente de concentração em que aqueles na área de alta concentração fluem através de um canal proteico semi-permeável especializado chamado, ATP sintase em uma área de baixa concentração no estroma.

Este processo é conhecido como quimiosmose e cria energia permitindo que a ATP sintase ligue um terceiro grupo fosfato ao ADP para formar o produto energético ATP.