El Cloroplasto
Cloroplastos: Teatros para la fotosíntesis
La fotosíntesis, el proceso de convertir la energía de la luz solar en »alimento», se divide en dos conjuntos básicos de reacciones, conocidos como las reacciones de la luz y el ciclo de Calvin, que utiliza el dióxido de carbono. Mientras estudias los detalles de otros conceptos, consulta con frecuencia la ecuación química de la fotosíntesis: 6CO2 + 6H2O + Energía luminosa → C6H12O6 + 6O2. La fotosíntesis se produce en el cloroplasto, un orgánulo específico de las células vegetales.
Si examina con un microscopio una sola hoja de jazmín de invierno, que se muestra en la figura siguiente, verá dentro de cada célula decenas de pequeños óvalos verdes. Se trata de cloroplastos, los orgánulos que realizan la fotosíntesis en las plantas y las algas. Los cloroplastos se parecen mucho a algunos tipos de bacterias e incluso contienen su propio ADN circular y ribosomas. De hecho, la teoría endosimbiótica sostiene que los cloroplastos fueron en su día bacterias de vida independiente (procariotas). Por lo tanto, cuando decimos que la fotosíntesis se produce dentro de los cloroplastos, no sólo hablamos de los orgánulos dentro de las plantas y las algas, sino también de algunas bacterias, es decir, prácticamente todos los autótrofos fotosintéticos.
Foto microscópica de alta potencia de la parte superior de una hoja de jazmín de invierno. Visto al microscopio, son visibles muchos cloroplastos verdes.
Cada cloroplasto contiene pilas ordenadas llamadas grana (singular, granum). Los grana están formados por membranas en forma de saco, conocidas como membranas tilacoides. Estas membranas contienen fotosistemas, que son grupos de moléculas que incluyen la clorofila, un pigmento verde. Las reacciones luminosas de la fotosíntesis se producen en las membranas tilacoides. El estroma es el espacio situado fuera de las membranas de los tilacoides, como se muestra en la figura siguiente. Aquí es donde tienen lugar las reacciones del ciclo de Calvin. Además de las enzimas, dos tipos básicos de moléculas -pigmentos y transportadores de electrones- son actores clave en este proceso y también se encuentran en las membranas de los tilacoides.
Puedes hacer un recorrido en vídeo por un cloroplasto en Encyclopedia Britannica: Chloroplast:www.britannica.com/EBchecked/…in-plant-cells.
Un cloroplasto está formado por membranas tilacoides rodeadas de estroma. Las membranas de los tilacoides contienen moléculas del pigmento verde clorofila.
Las moléculas transportadoras de electrones suelen estar dispuestas en cadenas de transporte de electrones (ETC). Éstas aceptan y transmiten los electrones portadores de energía en pequeños pasos (figura inferior). De este modo, producen ATP y NADPH, que almacenan temporalmente energía química. Los electrones de las cadenas de transporte se comportan de forma parecida a una pelota que rebota por unas escaleras: en cada rebote se pierde un poco de energía. Sin embargo, la energía «perdida» en cada paso de una cadena de transporte de electrones realiza un poco de trabajo, que finalmente resulta en la síntesis de ATP.
Esta figura muestra las reacciones de luz de la fotosíntesis. Esta etapa de la fotosíntesis comienza con el fotosistema II (llamado así porque fue descubierto después del fotosistema I). Encuentra los dos electrones (2 e-) en el fotosistema II, y luego síguelos a través de la cadena de transporte de electrones (también llamada cadena de transferencia de electrones) hasta la formación de NADPH. ¿De dónde provienen los iones de hidrógeno (H+) que ayudan a producir ATP?