OS CLOROPLASTOS E A FOTOSSÍNTESE
Thiago dos Santos de Lima e Ruth J. G. Schadeck
Apoio – Bruna da Silva e Mylena da Costa Agustin
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A sobrevivência de todos os animais e microrganismos depende da captação contínua dos compostos orgânicos, os alimentos, para manter o metabolismo. Veja o vídeo que trata da cadeia alimentar e perceba que a vida em nosso planeta não seria possível a fotossíntese.
Fonte – Canal do YouTube Editora SEI
O CLOROPLASTO
Nas plantas (incluindo as algas) a fotossíntese acontece graças a uma organela denominada cloroplasto. Esta organela é envolta por duas membranas, membrana interna e externa. Entre elas situa-se o espaço intermembrana. Um terceiro sistema de membranas, as membranas tilacóides, se encontra no interior do cloroplasto. É formado por vesículas em formato de moedas, chamados de tilacóides, e vesículas maiores, achatadas, chamadas de lamelas.
As membranas tilacóides contém clorofila e outros pigmentos que absorvem a luz, essenciais para fotossíntese. Uma pilha de tilacoides é chamado de granum. O espaço entre os tilacóides e a membrana interna é preenchido por matriz denominada estroma. O cloroplasto apresenta seu próprio DNA e ribossomos e sintetiza algumas proteínas (plastoribossomos). Podem ainda ser observados os plastoglóbulos, corpúsculos globulares que armazenam lipídios no interior do cloroplasto.
Atribuição- – Miguelsierra. Acesse AQUI a figura original. Licença – CC BY-SA 4.0.
Nas membranas tilacóides está presente um pigmento, a clorofila, que tem cor verde. Assim, os cloroplastos são facilmente visíveis ao microscópio de luz. O movimento dos cloroplastos é devido aos filamentos do citoesqueleto e é denominado “ciclose”. Veja no vídeo ao lado.
Fonte – Canal do YouTube TheMicrobiology09
Teoria endossimbiótica
Esta teoria preconiza que as mitocôndrias e os cloroplastos evoluíram a partir de bactérias livres, que foram englobadas por células eucariontes ancestrais e estabeleceram uma relação benéfica chamada simbiose. As mitocôndrias provavelmente eram organismos procariontes aeróbios, e os cloroplastos eram procariontes fotossintetizantes. Nessa relação benéfica, os organismos procariontes forneciam energia para a célula que os englobou. Por sua vez, a célula hospedeira fornecia proteção contra o ambiente externo.
Veja abaixo uma representação da teoria endosimbiótica:
Além da semelhança estrutural, essas organelas apresentam outras similaridades. Por exemplo, os cloroplastos realizam a conversão energética por mecanismos quimiosmóticos de maneira muito parecida àquela utilizada pelas mitocôndrias. Tal como as mitocôndrias, os cloroplastos possuem DNA, RNA e ribossomos próprios, podendo então, produzir parte de suas proteínas e se auto-replicar.
OS CLOROPLASTOS UTILIZAM A LUZ DO SOL PARA FIXAR CARBONO
Estas organelas realizam a fotossíntese, processo que apresenta reações fotodependentes, aqui referidas como “fase clara”, e reações fotoindependentes, aqui referidas como “fase escura”. Veja na figura ao lado. Na fase clara ocorre a produção de moléculas que serão utilizadas na fase escura, bem como de oxigênio que é liberado para o ambiente.
Ao lado se encontra a equação geral da fotossíntese. Observe que ocorre a produção de glicose e oxigênio, dois compostos fundamentais para as transformações de energia nos organismos vivos.
Fase clara ou fotodependente
Como o nome já sugere, esta fase é dependente da energia luminosa. Ocorre nos tilacóides. Nesta fase as moléculas de clorofila, presentes nos fotossistemas (complexos proteicos) excitadas pela energia solar, cedem elétrons que são transferidos por componentes da membrana, denominada cadeia de transporte de elétrons (representada na figura abaixo) para seu aceptor final, o NADP, que passa para o estado reduzido, NAPDH. No fotossitema II moléculas de água são quebradas enzimaticamente liberando H+ que são transportados para o interior do tilacóide. Neste processo elétrons de água repõem os elétrons perdidos pelas moléculas da clorofila.
Atribuição – Tameeria at English Wikipedia. Acesse AQUI a figura original.
Como mostrado acima, durante a transferência de elétrons na cadeia transportadora de elétrons nas membranas dos tilacóides ocorre a passagem de H+ do estroma para o interior do tilacóides. Como consequência, há a formação de um gradiente de H+. Quando esses H+ retornam para o citoplasma, através da ATP sintase, ocorre a síntese de ATP. Veja todo esse processo representado em um tilacóide ao lado.
Faça uma viagem no interior de uma planta até chegar aos tilacóides!
Observe, a partir de 1min:43seg que as proteínas das membranas dos tilacóides são visualizadas com mais detalhes na sua face voltada para o estroma. Na medida que amplia a imagem se observa a ATP sintase girando e enquanto gira sintetiza pequenas moléculas, o ATP
Fonte – Canal do Youtube California Academy of Sciences
Fase escura ou fotoindependente
Nesta etapa ocorre as reações de fixação de carbono e não requer luz solar parra ocorrer, sendo chamada também de fase escura ou fotoindependente. O ATP gerado pelas reações da fase clara serve como fonte de energia e o NADPH é utilizado para reações de redução para converter o CO2 a carboidrato. Na fase escura o ATP é convertido em ADP e o NAPPH a NADP, os quais retornam à fase clara para regenerar o ATP e NADPH, como mostrado na figura ao lado.
As reações de fixação de carbono iniciam-se no estroma do cloroplasto, onde geram um açúcar simples de três carbonos. Esse açúcar e exportado para o citosol, onde é usado para produzir sacarose. A sacarose é exportada para atender as necessidades metabólicas dos tecidos vegetais não fotossintetizantes. Além disso, a sacarose é transportada para os tecidos de armazenamento. Através de reações bioquímicas é convertida em glicose que é estocada na forma de amido. Assim quando ingerimos alimentos ricos em amido, como batata e arroz, estamos ingerindo glicose, oriunda da fotossíntese. Observe abaixo, na figura da esquerda, os grãos de amido visto ao microscópio. O amido ingerido é digerido no intestino, como ostra a figura da direita. Dessa forma produz moléculas de glicose. Estas serão utilizadas como fonte de energia e como substrato para formação dentre outros produtos.
Clique AQUI para acessar a imagem original. Licença – CC-BY SA 3.0
QUER ENTENDER MELHOR A FOTOSSÍNTESE?
Assista os vídeos abaixo e compreenda este processo! Não esqueça de ativar as legendas!
Fonte – Canal do YouTube ndsuvirtualcell
Fonte – Canal do YouTube TED-Ed
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