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9.4: Fotosistema II

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Photosystem II

9.4: Photosystem II

9.4: Fotosistema II


Photosystem II is a multi-protein complex embedded within the thylakoid membrane where it harvests light energy. Chlorophyll molecules transfer energy to a specific pair of chlorophyll a molecules in the reaction center of Photosystem II. Here, the chlorophyll a molecules lose an electron (oxidation), transferring it to a primary electron acceptor. The donated electrons pass through the electron transport chain into Photosystem I. Splitting a water molecule releases one oxygen atom, two protons (H+) and two electrons. The electrons replace the donated electrons of the two chlorophyll a molecules in the reaction center. The oxygen atom immediately reacts with another oxygen atom, producing O2 that is released into the atmosphere. The protons accumulate and create a concentration gradient across the thylakoid membrane that drives ATP synthesis in a process called chemiosmosis.

Light Harvesting in Photosystem II

The multi-protein complex Photosystem II harvests photons and transfers energy through its bound pigments chlorophyll a and b, and carotenoids. Carotenoids have a protective function as they help dissipate the vast amount of energy taken in that could otherwise damage the plant tissue.

Energy travels from chlorophyll molecule to chlorophyll molecule until it reaches a pair of specialized chlorophyll a molecules in a region called the reaction center. The reaction center is also known as P680 since it absorbs light at a wavelength of 680 nm. The energy is strong enough to break an electron from a chlorophyll a molecule (oxidation). The free electron transfers to a primary electron acceptor molecule, in a process called photoact. The electron of chlorophyll a in the reaction center is replaced by one of two electrons that are released in the splitting of a water molecule.

Proton Gradient and Generation of ATP

The splitting of water in Photosystem II also generates an oxygen atom that combines with a second oxygen atom. The resulting O2 escapes into the atmosphere. The reaction also makes two protons ( H+) that build up and create a concentration gradient to power a specialized, semi-permeable protein channel called ATP synthase. The process of the protons moving from a high concentration in the thylakoid, through the channel to a lower area of concentration in the stroma is termed chemiosmosis. Chemiosmosis creates energy that allows the ATP synthase to attach a third phosphate group to ADP to form the energy molecule ATP.

Visión general

Photosystem II es un complejo multi-proteína integrado dentro de la membrana tilakoide donde cosecha energía ligera. Las moléculas de clorofila transfieren energía a un par específico de clorofila a moléculas en el centro de reacción de Photosystem II. Aquí, la clorofila de una molécula pierde un electrón (oxidación), transfiriéndola a un aceptador de electrones primario. Los electrones donados pasan a través de la cadena de transporte de electrones en Photosystem I. La división de una molécula de agua libera un átomo de oxígeno, dos protones (H+) y dos electrones. Los electrones reemplazan los electrones donados de los dos clorofilos una molécula en el centro de reacción. El átomo de oxígeno reacciona inmediatamente con otro átomo de oxígeno, produciendo O2 que se libera a la atmósfera. Los protones se acumulan y crean un gradiente de concentración a través de la membrana tilakoide que impulsa la síntesis de ATP en un proceso llamado quimiosmosis.

Cosecha de luz en Photosystem II

El complejo multi-proteína Photosystem II cosecha fotones y transfiere energía a través de sus pigmentos unidos clorofila a y b, y carotenoides. Los carotenoides tienen una función protectora, ya que ayudan a disipar la gran cantidad de energía que podría dañar el tejido vegetal.

La energía viaja de la molécula de clorofila a la molécula de clorofila hasta que alcanza un par de clorofila especializada a moléculas en una región llamada centro de reacción. El centro de reacción también se conoce como P680 ya que absorbe la luz a una longitud de onda de 680 nm. La energía es lo suficientemente fuerte como para romper un electrón de una clorofila una molécula (oxidación). El electrón libre se transfiere a una molécula de aceptación de electrones primario, en un proceso llamado fotoact. El electrón de clorofila a en el centro de reacción es reemplazado por uno de los dos electrones que se liberan en la división de una molécula de agua.

Gradiente de protones y generación de ATP

La división de agua en Photosystem II también genera un átomo de oxígeno que se combina con un segundo átomo de oxígeno. El O2 resultante escapa a la atmósfera. La reacción también hace dos protones ( H+) que se acumulan y crean un gradiente de concentración para alimentar un canal de proteína especializado, semipermeable llamado ATP sintasa. El proceso de los protones que se mueven de una alta concentración en el tilakoid, a través del canal a una zona más baja de concentración en el estroma se denomina quimiosmosis. La quimiosmosis crea energía que permite a la ATP sintasa unir un tercer grupo de fosfato a ADP para formar la molécula de energía ATP.

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