Fotosintesia (antzinako grezieratik φῶς, fos, argia + σύνθεσις, sinthesis, eraketa) gaur egun Lurreko bizitzaren oinarri den erreakzio kimikoen prozesua da.
Prozesu honen bidez landareek, algek, eta zenbait bakteriok (zianobakterioek) eguzki argia erabiltzen dute bere inguruko materia inorganikoa (CO2 eta ura) bere hazkuntzarako behar duten materia organikoa (glukosa) bihurtzeko . Prozesu hau burutzeko gai diren organismoei fotoautotrofo deitzen zaie.
Fotosintesia prozesu anabolikoa da. Horrek esan nahi du prozesu horretan landareek molekula organiko konplexuak (glukosa, batez ere) sortzen dituztela molekula inorganiko sinpleagoetatik (ura, karbono dioxidoa) abiatuta. Prozesu anaboliko guztiek energia behar dutenez, sintesi organikoa ahalbidetuko duen prozesuaren aurretik landareek energia kimikoa (ATP) fabrikatu behar dute: hori eguzki-energiaren laguntzarekin lortzen dute.
Fotosintesiak, beraz, bi fase izango ditu: lehenengoan energia kimikoa (ATP) sortuko dute landareek, eta bigarrenean energia hori erabiliko dute molekula organiko konplexuak sortzeko.
Fotosintesiak argi energia eta karbono dioxidoa erabiltzen ditu triosa fosfatoa (glizeraldeido 3-fosfatoa, G3F) sortzeko . Landareak elikagai moduan erabil dezake edo beste gaiekin elkartu azukre monosakaridoak sortzeko (adibidez, glukosa). Horrela, beste zeluletara garraia daiteke, edo polisakarido eran biltegiratu daiteke (adibidez, almidoi eran)
Fotosintesiaren ekuazio orokorra hau da:
hau da
Batzuetan, ekuazioa sinplifikatua agertzen da atariko kimikan:
Prozesuaren bukaeran glukosa sortzen denez, horrela ere idatz daiteke fotosintesiaren ekuazio orokorra :
Landareek burutzen duten fotosintesiari fotosintesi oxigenikoa deritzo, oxigenoa askatzen delako. Hainbat bakteriok beste fotosintesi mota bat egiten dute, zeinean ura ez da elektroi-emailea, sulfuroa edo hidrogenoa baizik. Azken honetan ez da oxigenoa askatzen, prozesu anaerobioa baita.
Landareen fotosintesiak bi fase ditu
Fase hau kloroplastoetan dauden tilakoideen mintzean gertatzen da eta landareak eguzkitik datorren argi-energia energia kimiko bihurtzen du. Klorofila izeneko pigmentuak zeregin oso garrantzitsua betetzen du fase honetan. Argi-energiaren fotoiek klorofila molekula kitzikatzen dute, eta kitzikapen horren ondorioz klorofilak elektroiak galtzen ditu. Askatutako elektroiak elektroien garraio kate batean sartzen dira, non -arnasketa aerobioan gertatzen den moduan- molekula bat erreduzitzen da (NADP, kasu honetan) eta ATP ere eratu egiten da. Prozesu honi fotofosforilazioa esaten zaio, izan ere argietako fotoien bidez ADPak fosforilatzea lortzen baita.
II Fotosistemak 680 nm-ko uhin luzerako argi izpietako fotoiak harrapatzen ditu eta barnean duen klorofilaren bi elektroi askatzea eragitearekin batera ur molekula baten fotolisia ere eragiten du. Uraren molekula erabat zatitzen da, klorofilari emango dizkion bi elektroi alde batetik, oxigeno atomoa bestetik eta bi H+ protoi azkenik. Fase honetan askatzen diren oxigeno atomoak parekatu egiten dira eta O2 gisa askatu egiten du landareak. H+ak ordea tilakoidearen lumenean pilatzen dira.
Klorofilak askatu dituen bi elektroi horiek energia handia dute eta elektroien garraio katean zehar plastokinona (PQ), zitokromoa (Cyt b6f) eta plastozianina (PC) energia galtzen doaz. Aipaturiko hiru osagaien artean zitokromoa aipatu behar da, erredukzio eta oxidazio prozesuan zehar H+ak tilakoide barnera ponpatzen baititu. Elektroien garraio katearen amaieran I Fotosistemara (PSI) iristen dira. 70 nm-tako uhin luzerako fotoi batek berriz kitzikatuko ditu elektroiak eta energia irabaziko dute. Ferredoxinara (Fd) transferituko dira eta honek NADP erreduktasara (FNR). NADP erreduktasak NADP+ erreduzitzen du elektroiak eta H+ak emanez.
Tilakoidearen lumenean pilatu diren H+ protoiak ATP sintasatik pasarazten dira eta ATPak ekoizten dira.
I Fotosistemak eta elektroien garraio kateak soilik hartzen dute parte. ATPak ekoizten dira baina ez NADPHak eta oxigenorik ere ez da askatzen.
I Fotosistemak kitzikatutako elektroiak ferredoxinari ematen dizkio baina elektroi horiek NADP erreduktasara joan beharrean plastokinonara desbideratzen dira eta elektroien garraio katean sartzen dira. Fotofosforilazio ziklikoan energia ekoizteko modu bakarra zitokromoak H+ak sartu eta ATP sintasatik ateratzea da. Fotosintesi ziklikoaren helburua ilunpeko fasean beharrezkoak diren ATPak eskuratzea da, izan ere Calvin zikloan ATP gehiago erabili behar baitira NADPHak baino.
Aurreko fasean sortutako ATP eta NADPH2 erabiltzen dira glukosa edo beste gluzido batzuk sortzeko, atmosferako CO2-tik abiatuta. Fase honetan landareak ez du argirik behar. Karbono dioxidoaren finkapena Calvin zikloaren bidez burutzen da. Bide batez konposatu organiko nitrogenatuak eta sufredunak ere ekoizten dira.
Melvin Calvin biokimikari estatubatuarrak deskribatu zuen kloroplastoaren estroman gertatzen den zikloa, horregatik darama bere izena. Zikloa oso konplexua da, elkar erlazionaturiko erreakzio kimiko ugari ditu, baina orokorrean hiru fase betetzen ditu zikloak:
Fase argidunean lorturiko ATP eta NADPHak nitratioa erreduzitu eta konposatu organikoak ekozteko ere erabiltzen dira. Landareak eskuratu dituen nitratoak (NO3-) nitrito (NO2-) bihurtzen dira eta ondoren amoniako (NH3). Amoniakoa zelularentzat toxikoa da eta horregatik berehala α-zetoglutarikoak harrapatzen du eta azido glutamikoa bihurtzen da, aminoazido bat hain zuzen ere. Erreakzio hau glutamato sintetasa entzimak katalizatzen du. Azido glutamikoa abiapuntu hartuta gainerakjo aminoazidoak ekoizten dira.
Zelulek duten sufredun konposatuak ez dira konposatu nitrogenatuak bezain ugariak baina bai garrantzi handikoak, adibidez zisteina aminoazidoa, proteinen konformazioa finkatzen duten disulfuro-zubiak eratzen baititu. Sufrea asimilatzeko prozesua nitrogenoaren oso antzekoa da: ATP eta NADPHen bidez sulfatoa (SO42-) sulfito (SO32-) bihurtzen da eta hau berriz erreduzituz sulfuroa lortzen da (H2S). Sulfuroa azetilserinarekin elkartzean zisteina sortzen da.
Landareetan, fotosintesia kloroplasto izeneko organuluetan burutzen da . Egitura horiek landareen hostoetan, batez ere, daude. Kloroplastoek bakterio fotosintetikoekin eta gainontzeko organismo prokariotoekin antz handia dute: izan ere, biek antzeko material genetikoa dute (kromosoma bakarra eta biribila), eta baita antzeko erribosomak ere.
Kloroplastoen barrunbeari estroma esaten zaio eta barnean tilakoide izeneko zakutxoak daude.
Tilakoideetan dauden fotosistemak pigmentuz beterik daude. Proteina bati loturiko lipidoak izan ohi dira eta lotura bikoitzak eta bakunak tartekatzen dituzte. Pigmentu bakoitzak uhin luzera ezberdineko argi izpiak jasotzen ditu. Landare zeluletan klorofilak eta karotenoideak agertzen dira. Zianobakterio eta alga gorrietan fikozianina eta fikoeritrina ere badaude eta bakterioetan bakterioklorofila da nagusi.
Pigmentu batek fotoi bat xurgatzen duenean elektroi batek energia handiagoko orbital batera egiten du salto eta pigmentua kitzikadura egoerara pasatzen da. Molekula bakoitzak orbitalen arteko energia salto desberdinak ditu eta horregatik berari dagokion uhin luzerako fotoiak xurgatzen ditu egoeraz aldatzeko. Egoera normalera itzultzeko kargaturiko elektroi hori alboan duen molekulari transferitzen dio.
Inguruneko hainbat faktorek fotosintesiaren errendimenduan eragin handia dute:
Bakterioek I Fotosistema baino ez dute, beraz ez dute ur molekula erabiltzen elektroi emaile gisa. Sufrearen bakterioek hidrogeno sulfuroa (H2S) erabiltzen dute elektroi emile gisa. Sufrearen bakterio moreek sufre granuloak pilatzen dituzte zitoplasman, sufrearen bakterio berdeek ordea ez dute sufrerik pilatzen zelula barnean. Bakterio hauen pigmentu nagusia bakterioklorofila da eta 890nm-tako argia xurgatzen du. Karotenoideak ere izaten dituzte beraien fotosistematan eta hauek ematen diote kolorea bakterioei.
Badaude sufrerik gabeko bakterioak ere. Hauek azido laktikoa izaten dute elektroi emaile.
Fotosintesi anoxigenikoak ere baditu fase argiduna (ziklikoa eta ez-ziklikoa) eta ilunoetako fasea.
Fotosintesia ezinbestekoa da Lurraren gaineko bizia mantendu ahal izateko. Fotosintesirik gabe, bizidun gehienak desagertuko ziren epe labur batean . Hiru dira fotosintesiaren ondorio nagusiak:
This article uses material from the Wikipedia Euskara article Fotosintesi, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Eduki guztia CC BY-SA 4.0(r)en babespean dago, ez bada kontrakoa esaten. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Euskara (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.