Química

Etapa Fotoquímica de la Fotosíntesis – Fotolisis

Publicado por Mónica González

Absorción de la luz por el complejo “Antena”

Funcionalmente, las moléculas de clorofila actúan agrupadas. La luz recolectada por un complejo formado por 200-300 moléculas de pigmento, que están ligados a proteínas formando el complejo antena recolector de luz (LHC, Light-Harvesting-Complex). De acuerdo con esa concepción, la energía de un fotón, absorbida en cualquier punto de conjunto de moléculas de clorofila de antena, migra a un centro de reacción que promueve el evento de transferencia de un electrón (figura a continuación)

Modelo simplificado del complejo de luz (LHC). La energía de los fotones absorbida por los pigmentos (clorofilas)”antena” es transferida por resonancia inductiva hasta los centros de reacción (clorofila P680 en el fotosistema II y clorofila P700 en el fotosistema I). Estos centros de reacción transfieren un electrón “rico” en energía al receptor (Feofitina en el PSII y A0 en el PSI, respectivamente)y reciben un electrón “pobre” en energía del donador (residuo de tirosina en el PSII y plastocianina en el PSI, respectivamente)

La fotosíntesis se inicia con la absorción de un fotón por una molécula de la “antena”. Este evento ocurre en un tiempo muy corto de dos femtosegundos (2 x 10-15 segundos). Cuando la luz es absorbida por un átomo en el estado fundamental, toda la energía del fotón es adicionada al y el átomo pasa, entonces de un estado electrónico fundamental (So) hacia un estado excitado singleto, rico en energía. Los estados excitados singletos pueden ser S1 y S2 .

Cuando la molécula de clorofila absorbe la energía de un fotón de luz azul, pasa al estado excitado singleto S2. Luego de absorber la energía de un fotón de luz roja, la clorofila pasa al estado excitado singleto S1 .

La transición de S2 a S1 es extremadamente rápida (aproximadamente 10-12 segundos). La diferencia de energía entre S2 y S1 es perdida como calor.

La transición del estado excitado S1 para el estado fundamental S0 es lenta y la energía es disipada de diversas maneras, pudiendo sucederse la emisión de un fotón de luz de regreso al medio (fenómeno llamado como fluorescencia) o la transferencia de energía entre las moléculas de clorofila hasta el centro de reacción (fenómeno llamado como resonancia inductiva),  con la respectiva emisión de un electrón rico en energía del centro de reacción (reacción fotoquímica redox) – figura a continuación.

Modelo simplificado de la excitación de las moléculas de clorofila y transferencia de energía por resonancia inductiva. Cuando la clorofila absorbe luz azul, pasa del estado fundamental S0 al segundo estado excitado singleto (S2). Cuando absorbe luz roja, la clorofila pasa al primer estado excitado singleto (S1). El diferencial de energía entre S2 y S1 es perdido como calor. Del estado S1 , la energía de excitación puede ser perdida como luz (fluorescencia), o transferida por resonancia inductiva hasta el centro de la reacción.

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