Il flusso di elettroni:una panoramica semplificata
1. Assorbimento della luce: L'energia luminosa viene catturata dalla clorofilla e altri pigmenti all'interno dei cloroplasti delle cellule vegetali.
2. Spalazione d'acqua: Questa energia luminosa eccita gli elettroni nella clorofilla, facendoli saltare a un livello di energia più elevato. Questi elettroni energizzati vengono quindi utilizzati per dividere le molecole d'acqua:
* H₂O → 2H⁺ + 2E⁻ + 1/2 O₂
* Gli elettroni (E⁻) vengono rilasciati.
* Oxygen (O₂) è un sottoprodotto che viene rilasciato.
* Gli ioni idrogeno (H⁺) contribuiscono al gradiente protonico.
3. Catena di trasporto di elettroni: Gli elettroni energizzati vengono passati lungo una serie di complessi proteici (fotosistema II, complesso di citocromo B6F, fotosistema I) incorporati nella membrana tilacoide all'interno del cloroplasto. Mentre si muovono lungo la catena, perdono energia. Questa energia viene utilizzata per pompare i protoni (H⁺) dallo stroma (fluido all'esterno dei tilacoidi) nel lume tilacoide. Questo crea un gradiente protonico.
4. Sintesi ATP: Il gradiente di protone riporta il movimento dei protoni attraverso la membrana attraverso un enzima chiamato ATP sintasi. Questo flusso di protoni viene utilizzato per alimentare la sintesi di ATP (adenosina trifosfato), una molecola ricca di energia.
5. Formazione NADPH: Alla fine della catena di trasporto di elettroni, gli elettroni vengono utilizzati per ridurre il NADP⁺ (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato) in NADPH. NADPH è un vettore di elettroni che verrà utilizzato nel ciclo di Calvin.
Cosa guida il flusso?
* Energia luminosa: L'eccitazione iniziale degli elettroni per energia luminosa è la forza trainante primaria.
* Gradiente elettrochimico: Il movimento degli elettroni in fondo alla catena di trasporto di elettroni è guidato dalla loro tendenza a spostarsi da livelli di energia più elevati a livelli di energia più bassi, proprio come i flussi d'acqua in discesa. Il pompaggio dei protoni attraverso la membrana crea un gradiente elettrochimico (una differenza nella carica e nella concentrazione) che guida anche il flusso di elettroni.
In sintesi:
L'energia della luce viene utilizzata per eccitare gli elettroni, che vengono quindi passati lungo una catena di molecole, rilasciando energia utilizzata per creare ATP e NADPH. Queste molecole ricche di energia vengono quindi utilizzate per alimentare il ciclo di Calvin, in cui l'anidride carbonica viene convertita in zuccheri.
