Fotosintesis

INTRODUCCIÓN

Hace cerca de doscientos años, un teólogo inglés, Joseph Priestley y un médico alemán, Jan Ingen-Housz, descubrieron que las plantas iluminadas liberan un tipo de aire que acelera la combustión y que es saludable para los animales. Este fue el principio de las observaciones sistemáticas del intercambio gaseoso, inducido por la luz en las plantas verdes y el primer paso que condujoal reconocimiento del elemento oxigeno por Antoine Lavoiser. Poco tiempo después, se descubrió que las plantas liberan oxigeno solo si otro gas, que es toxico para los animales se encuentra presente. Desde entonces, esto es desde hace un siglo y medio, se ha sabido que las plantas toman el dióxido de carbono en presencia de la luz y lo combinan con el agua. De este modo, un material orgánico, uncarbohidrato (azúcar) se forma sirve de alimento tanto para las plantas como para los animales (Gaffron, 1974).
La vida en la tierra depende de la luz. La energía lumínica es capturada por los organismos fotosintéticos quienes la usan para formar carbohidratos y oxigeno libre a partir del dióxido de carbono y del agua, en una serie de complejas reacciones. En la fotosíntesis, la energía lumínica seconvierte en energía química y el carbono se fija en compuestos orgánicos. La ecuación generalizada para este proceso es: CO2 + 2H2A + Energía lumínica => (CH2O)+H2O+2A, en la cual H2A significa agua o alguna sustancia cuyos electrones pueden ser desprendidos (Curtis y Sue Barnes, 2000).
En resumen toda la vida de la tierra está sostenida por las plantas verdes. Ellas tienen el poder detransformar agua y dióxido de carbono en las propias sustancias de su cuerpo mientras brille el sol. Durante la noche las plantas respiran igual que los animales y necesitan oxigeno. Pero el alimento que utilizan en la respiración y por medio del cual se desarrollan es de su propia fabricación; por esto se llaman organismos autotróficos, y todos los demás seres vivientes son heterotróficos, pues viven aexpensas de plantas o de comerse los unos a otros (Gaffron, 1974).
Los quimioautótrofos utilizan energía almacenada en moléculas inorgánicas (como amonio, sulfuro de hidrogeno o nitritos) para convertir C02 en compuestos orgánicos en tanto que los fotoautótrofos emplean la energía radiante del sol para efectuar esa tarea. Puesto que todos los quimioautótrofos son bacterias y su contribuciónrelativa a la formación de biomasa sobre la tierra es pequeña, no consideraremos más sus actividades metabólicas. Por otro lado, los fotoautótrofos se encargan de capturar la energía que sirve como combustible para las actividades de casi todos los organismos sobre la tierra (Karp, 1998).
El cloroplasto capta las moléculas inorgánicas simples que están fácilmente disponibles, dióxido de carbono yagua, y producen carbohidratos. Esta reacción endergònica, impulsada por la entrada de energía de la luz solar, se llama fotosíntesis. El dioxígeno es el producto secundario de la fotosíntesis y se libera a la atmosfera. La mitocondria capta moléculas combustibles y las oxida a H2O y CO2. Este es un proceso exergònico y la energía liberada se utiliza, en parte, para impulsar la fosforilaciòn deladenosina difostato (ADP) a ATP. Este proceso produce la mayor parte del ATP formado durante la respiración tisular (Smith y Wood, 1997).
La energía lumínica es capturada por el mundo vivo por medio de pigmentos. La fotosíntesis en los eucariotas ocurre dentro de organelas llamadas cloroplastos, que están rodeados por dos membranas. Dentro de las membranas del cloroplasto está contenida una solución decompuestos orgánicos e iones, conocida como estroma, y un sistema complejo de membranas internas fusionadas que forman sacos llamados tilacoides. Los tilacoides se apilan formando las granas (Curtis y Sue Barnes, 2000).
Los pigmentos y otras moléculas responsables de la captura de la luz están situados en las membranas tilacoides, una serie de membranas internas que se encuentran en los...