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Fase luminosa

En esencia, la fase luminosa consiste en una transformación energética: la energía electromagnética de la luz se transforma, en primer lugar, en un flujo de electrones cuyo destino final es una coenzima de oxidación-reducción, el NADPH+H+. Por otra parte, una parte de la energía liberada en las transferencias de electrones a lo largo de una cadena transportadora se utiliza paragenerar un gradiente de protones a través de la membrana interna del cloroplasto. Este gradiente se acopla a la síntesis de ATP gracias a la acción de la ATP sintasa. Como el resultado final de la fase luminosa es la formación de ATP acoplada a la captación de energía luminosa, recibe también el nombre de fotofosforilación.

Los elementos necesarios para llevar a cabo el proceso global de la faseluminosa son, según esto:
1. Un mecanismo que transforme la energía luminosa en un flujo de electrones.
2. Una sustancia que proporcione los electrones que van a moverse a lo largo del proceso.
3. Una cadena de transporte electrónico, que genere el gradiente de protones.
4. Una sustancia que reciba los electrones que se mueven durante el proceso.
5. Un sistema que acople elflujo de protones a favor de gradiente a la síntesis de ATP.
Las cadenas de transporte electrónico que intervienen en el proceso son similares, en su naturaleza, a las que participan en la fosforilación oxidativa. Lo mismo ocurre con la ATP sintasa. La sustancia que, finalmente, proporciona los electrones es el agua, y la que los recibe es el NADPH+H+, una coenzima de oxidación reducción bastanteparecida al NADH+H+. El elemento más novedoso de todo el proceso es, por tanto, el sistema de captación y transformación de la energía luminosa.

1. Captación y transformación de la energía luminosa

La captación de energía luminosa consiste en la absorción de fotones por parte de alguna sustancia. Cuando observamos un objeto, su color corresponde a la luz que refleja, mientras que la radiaciónde otras longitudes de onda es "absorbida" pos sus moléculas. La energía captada por esa molécula, que recibe el nombre genérico de pigmento, no desaparece, sino que puede dar lugar a diferentes procesos físico-químicos. En la mayoría de los casos, el proceso consiste simplemente en el incremento de la temperatura del objeto, porque la radiación incrementa la agitación de las moléculas, pero sonposibles otro tipo de fenómenos distintos, como la emisión de luz de otra longitud de onda (fluorescencia) o la emisión de electrones por parte de la molécula (efecto fotoeléctrico o fotovoltaico).

El efecto fotoeléctrico consiste en que un fotón que incide sobre el átomo de una sustancia capaz de absorberlo transfiere una parte de su energía a un electrón, arrancándolo y dejando al átomocargado positivamente. Se trata del mismo proceso que ocurre en las células fotovoltaicas, en las que la luz "arranca" electrones que son transportados a lo largo de un sistema conductor, con lo que la energía de su movimiento puede ser utilizada en forma de corriente eléctrica.

En la fase luminosa de la fotosíntesis ocurre exactamente lo mismo: un fotón incide sobre una sustancia capaz deabsorberlo (la clorofila u otro pigmento fotosintético), arrancándole un electrón. En este caso, el "sistema conductor" que recoge el electrón es una cadena transportadora, y el uso que se hace de la energía es, como se ha dicho, generar un gradiente de protones.

En las células vegetales, las moléculas capaces de captar la luz y perder electrones como consecuencia de haber absorbido esta energía son losllamados pigmentos fotosintéticos. El más abundante de ellos es la clorofila, la sustancia que proporciona el color verde a la mayoría de los órganos vegetales. Junto a la clorofila aparecen en los orgánulos fotosintéticos otros pigmentos accesorios, como los carotenos, de color rojo, o las xantofilas, amarillas.

La clorofila es una molécula formada por una estructura cíclica llamada...