Dois estágios da fotossíntese

A fotossíntese representa o processo biológico pelo qual as plantas convertem a energia da luz em açúcar para as células das plantas. Composto por dois estágios, um deles converte a energia da luz em açúcar e, em seguida, a respiração celular converte o açúcar em trifosfato de adenosina, conhecido como ATP, o combustível para toda a vida celular. A conversão da luz solar inutilizável torna as plantas verdes.

Embora os mecanismos de fotossíntese sejam complexos, a reação geral ocorre da seguinte forma: dióxido de carbono + luz solar + água> glicose (açúcar) + oxigênio molecular. A fotossíntese ocorre em várias etapas que ocorrem durante duas fases: a fase clara e a fase escura.

No processo dependente da luz, que ocorre no grana, a estrutura da membrana empilhada dentro dos cloroplastos, o a energia direta da luz ajuda a planta a fazer moléculas que transportam energia para utilização na fase escura de fotossíntese. A planta usa a energia da luz para gerar a coenzima nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato, ou NADPH e ATP, as moléculas que transportam energia. As ligações químicas nesses compostos armazenam a energia e são usadas durante a fase escura.

A fase escura, que ocorre no estroma e no escuro quando as moléculas que transportam energia estão presentes, também é conhecida como ciclo de Calvin ou C₃ ciclo. A fase escura usa o ATP e o NADPH gerados na fase clara para fazer ligações covalentes C-C de carboidratos a partir de dióxido de carbono e água, com o bifosfato de ribulose químico ou RuBP, um químico 5-C que captura o carbono dióxido. Seis moléculas de dióxido de carbono entram no ciclo, que por sua vez produz uma molécula de glicose ou açúcar.

Um componente chave que impulsiona a fotossíntese é a molécula de clorofila. A clorofila é uma grande molécula com uma estrutura especial que permite capturar a energia da luz e convertê-la em elétrons de alta energia, que são usados ​​durante as reações das duas fases para finalmente produzir o açúcar ou glicose.

Em bactérias fotossintéticas, a reação ocorre na membrana celular e dentro da célula, mas fora do núcleo. Em plantas e protozoários fotossintéticos - os protozoários são organismos unicelulares pertencentes ao eucarioto domínio, o mesmo domínio da vida que inclui plantas, animais e fungos - a fotossíntese ocorre dentro cloroplastos. Os cloroplastos são um tipo de organela ou compartimentos delimitados por membrana, adaptados para funções específicas, como a geração de energia para as plantas.

Embora os cloroplastos existam hoje em outras células, como células vegetais, eles têm seu próprio DNA e genes. A análise da sequência desses genes revelou que os cloroplastos evoluíram de organismos fotossintéticos de vida independente relacionados a um grupo de bactérias chamadas cianobactérias.

Um processo semelhante ocorreu quando os ancestrais das mitocôndrias, as organelas dentro das células onde ocorre a respiração oxidativa, o oposto químico da fotossíntese. De acordo com a teoria da endossimbiose, teoria que ganhou um impulso recentemente, por causa de um novo estudo publicado na revista Nature, ambos os cloroplastos e as mitocôndrias já viveram como bactérias independentes, mas foram engolfadas pelos ancestrais dos eucariotos, levando ao surgimento de plantas e animais.