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Atores de reações fotodependentes

Descrição mais detalhada dos vários atores moleculares nas reações fotodependentes.

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Transcrição de vídeo

RKA - Em um vídeo anterior, abordamos uma visão geral da fase luminosa que ocorre nos tilacoides de um cloroplasto. A partir de um zoom, nós vimos que a energia luminosa excita os elétrons que estão na variante da clorofila P680, caracterizando o fotossistema 2, ou na variante P700, caracterizando o fotossistema 1. Um elétron excitado pela P680, por exemplo, é em seguida transferido de uma molécula para outra enquanto desce de um estado de energia mais alto para um estado de energia mais baixo. A transferência do elétron, consequentemente, libera a energia que é utilizada no bombeamento de íons H+ do estroma para o interior do tilacoide. O mesmo elétron, em um nível de energia mais baixo, pode eventualmente entrar no fotossistema 1 ao interagir com a P700, sendo novamente excitado pela energia luminosa e, de maneira muito semelhante, é transferido entre moléculas à medida que tem decaimento de energia. No fotossistema 1, todavia, a energia liberada pelo elétron é utilizada na redução do NADP+ em NADPH. Tanto a emissão de elétrons pela P680, quanto pela P700, que reduzem a água a oxigênio e 2 íons H+, quanto a bomba de hidrogênio do fotossistema 2, contribuem para um gradiente de concentração de íons H+, presentes em maior quantidade no lúmen do tilacoide. Nessas condições, o íon hidrogênio move-se para o estroma, passando através de uma proteína transmembrana denominada "ATP sintase", fornecendo energia para a fosforilação do ADP em ATP. Vimos também, sem atentar aos componentes estruturais dos fotossistemas, que a luz excita os elétrons, os quais têm seu estado de energia elevado pela P680. Esses elétrons, ao decaírem seu estado energético, podem eventualmente interagir com a P700 que, também sob a interferência de energia luminosa, excita-os novamente, resultando na formação de NADPH. Esses elétrons ainda estão em estado de energia relativamente elevado, sendo assim fortes agentes redutores e, portanto, muito valiosos no ciclo de Calvin, onde irão auxiliar na síntese de açúcares. O que temos aqui é um diagrama mais detalhado que rotula os elementos que atuam nos processos que vimos no vídeo anterior, onde apresentamos o que é mais importante, isto é: a ideia conceitual sobre o que ocorre nas reações dependentes de luz. Diversas vezes em suas aulas ou em seus livros de biologia, você verá coisas como complexo citocromo, ou plastoquinona, ou coisas do tipo. Eu quero que você olhe para isso agora sem sentir-se intimidado, uma vez que eles são apenas as peças das quais já falamos. Temos aqui uma imagem, a figura 8, obtida da obra "The Light-Dependent Reactions of Photosynthesis", de OpenStax College. Nela, vemos o fotossistema 2, no qual podemos observar a luz interagindo não diretamente com o par de clorofilas, mas sim em complexos vizinhos, que têm, então, seus elétrons excitados. Esses elétrons, por sua vez, excitam elétrons adjacentes, fenômeno que continua acontecendo até que a excitação atinja um elétron localizado em uma região particular da P680. Esse elétron, ao ser excitado, é recebido pela proteína feofitina. Note que, a partir da feofitina, o elétron passa por uma sequência de proteínas de ordem estabelecida: a plastoquinona, o complexo citocromo e, por fim, a plastocianina, configurando uma cadeia de transporte de elétrons. Mas como os elétrons são transportados da feofitina para a plastoquinona, então para o complexo citocromo e, enfim, para a plastocianina? Como você pode ver, os íons hidrogênio são bombeados de fora para dentro do tilacoide, passando por duas proteínas transmembrana, que são exatamente a plastoquinona e o complexo citocromo. Na medida em que sofre ações eletrostáticas, o elétron move-se por essas proteínas atraindo os íons H+ ao interior do tilacoide. Então, o potencial de interação elétrica move tanto o elétron quanto o íon H+ na plastoquinona e no complexo citocromo, sem que ambos interajam, de modo que o elétron é, ao final, captado pela plastocianina. Então, a partir da plastocianina, o elétron, eventualmente, é transportado à P700, no fotossistema 1. Na P700, o elétron pode ser novamente excitado, seja diretamente pela energia luminosa, ou indiretamente pela excitação de elétrons adjacentes. De maneira muito semelhante à P680, quando um elétron é encontrado em uma região particular da P700, ele é captado pela feofitina e, então, transportado a uma próxima molécula, que, no fotossistema 1, chama-se ferredoxina. A ferredoxina interage com outra proteína, a NADP+ redutase, que, como o próprio nome diz, utiliza da energia livre para reduzir NADP+ em NADPH, captando os íons hidrogênio do estroma. E, mais uma vez, temos aqui a ATP sintase, que usufrui do gradiente de concentração gerado pelas bombas de hidrogênio e pela redução da água ocasionada pelas clorofilas, para produzir ATP. Lembrando que isso ocorre pois íon hidrogênio tende a mover-se a favor do gradiente. Isto é: de dentro para fora do tilacoide. Esse movimento ocorre quando os íons passam através da ATP sintase. Então, fornecem essa proteína transmembrana, energia que, por sua vez, é utilizada na fosforilação do ADP em ATP. Perceba que eu disse essencialmente a mesma coisa duas ou três vezes nos últimos dois vídeos, mas eu fiz isso para que você, quando interagir com esse assunto, que a princípio parece muito intimidante, perceba a sua complexidade e, ao mesmo tempo, sua essência. Perceba o que de fato é importante aqui. Esse fenômeno é, francamente, incrível! Ele está acontecendo na planta que eu estou olhando para fora da minha janela nesse exato momento! Eu até confundo minha mente com esse tipo de coisa acontecendo na natureza, mas atente-se que há partes do processo, como um todo, que ainda não são totalmente compreendidas. Outras, que precisam ainda ser descobertas. Mas, ao mesmo tempo, a ideia geral não é tão intimidadora como estes diagramas parecem. Portanto, espero que você ache esse tema inspirador, como eu faço, e não intimidador, como algumas dessas palavras podem parecer.