Flujo de electrones desde el fotosistema II a la plastoquinona

Fotosíntesis, el cloroplasto y las bacterias fotosintéticas La fotosíntesis Reacciones de la luz o fase lumínica de la fotosíntesis Fotosistemas y cadena de transporte de electrones fotosintética Fotosistema II en la cadena de transporte de electrones fotosintética Introducción al funcionamiento de las fotosistemas Estructura general del fotosistema I y II Estructura general del fotosistema II. Parte superior Estructura general del fotosistema II. Parte inferior Funcionamiento del fotosistema II Plastoquinona Flujo de electrones desde el fotosistema II a la plastoquinona Flujo de electrones desde el agua al fotosistema II Fotoinhibición
Flujo de electrones desde el fotosistema II a la plastoquinona
La energía de excitación es transferida desde los pigmentos de la región externa de la antena LHCII a un pequeño número de clorofilas de la antena interna ubicadas cerca del núcleo del fotosistema II,
Desde aquí la energía termina en el centro de reacción P680. Como se ha mencionado reiterativamente, el centro de reacción libera electrones con la absorción de luz, pero esto ocurre del siguiente modo. P680 emite electrones de uno en uno a aceptores de electrones que poseen una estructura análoga a la de la clorofila, llamada Pheo.
La transferencia de electrones genera una separación de cargas o polarización entre P680 y Pheo del siguiente modo. Dado que P680 pierde un electrón, este adquiere una carga (+), mientras que Pheo al adquirir un electrón se torna con una carga (-).

Video FF-01. 1:29 transferencia de los electrones desde P680 a Pheo, 1:34 transferencia de electrones desde Pheo a PQA, 1:38 transferencia de electrones a PQB, 1:43 dos protones fluyen desde el estroma a PQB formando plastoquinol, 1:47 el plastoquinol se libera del fotosistema.

La importancia de este diferencial de cargas se hace evidente cuando se analizan los potenciales de oxidación-reducción de estas dos especies. P680 al poseer una carga positiva incrementa su electronegatividad y afinidad por electrones, lo cual implica que puede aceptar electrones con suma facilidad “con menor energía”, convirtiéndolo en un potente agente oxidante.
En contraste, Pheo al tornarse negativo disminuye su electronegatividad y su afinidad por los electrones, lo cual implica que tiene la tendencia a perder electrones con suma facilidad. Lo anterior hace de Pheo (-) un potente agente reductor.
Este evento, el de la formación de un agente oxidante fuerte y un agente reductor fuerte mediante la energía lumínica toma menos de una milmillonésima de segundo y es esencial como primer paso de la fotosíntesis.
Debido a que ambas especies poseen cargas opuestas, con tendencias complementarias, el proceso de fotosíntesis sería imposible si no existiera una salvaguarda que impidiera que ambas especies reaccionaran entre sí, disipando la energía en forma de calor.
El proceso se logra simplemente mediante la transferencia del potencial de óxido-reducción a las zonas opuestas del fotosistema II. En otras palabras, Pheo transfiere rápidamente su electrón a otro aceptor de electrones para no devolverlo P680, mientras que P680 recibe un electrón desde un portador de electrones que se encuentra en la parte inferior del fotosistema.
Pheo (-) transfiere su electrón fotocargado a una molécula de plastoquinona residente del fotosistema II a la cual se la designa generalmente como Plastoquinona A o PQ_A, la cual se encuentra cerca del límite superior del fotosistema con el estroma de cloroplasto.
La plastoquinona A es solo un portador de electrones momentáneo, que de manera inmediata transfiere su eecrtón a una segunda molécula de plastoquinona que no permanece de marea permanente en el fotosistema II. Esta segunda molécula de plastoquinona se denomina plastoquinona B o PQ_B.
La plastoquinona B permanece fuertemente ligada al dominio D1 del fotosistema II aun cuando recibe un electrón. Solo hasta que la plastoquinona B recibe un segundo electrón se libera del dominio D1 y reacciona como una base con un par de protones provenientes del estroma donde se encuentran almacenados en forma de iones hidronio. Una vez los protones “hidrógenos” son transferidos a la plastoquinona esta se transforma en plastoquinol.

Reacción Fe-01. Una reacción estequimétrica, para formar una molécula de plastoquinol se necesitan dos electrones, dos protones, dos fotones y una molécula de plastoquinona B.

Una vez D1 pierde una plastoquinona en forma de plastoquinol, reemplaza su perdida  por una nueva molécula de plastoquinona completamente oxidada “no electrones y no protones”, para la siguiente ronda de reacciones.
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