Fotosistema

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Con il termine fotosistema si è soliti indicare un certo complesso molecolare incluso nella membrana dei tilacoidi (componenti delle cellule vegetali) e attivo nella fase luminosa della fotosintesi. Nei cloroplasti le molecole di clorofilla e gli altri pigmenti sono organizzati in due differenti tipologie di fotosistemi, chiamate I e II, e sono disposti uno accanto all'altro nella membrana dei tilacoidi. In ogni fotosistema c'è inoltre un particolare sistema antenna che cattura la luce e la convoglia in un centro di reazione, il quale centro contiene una molecola di clorofilla a. I fotosistemi sono costituiti da, differenti per numero, ammassi di molecole (200-300), che a loro volta contengono differenti pigmenti fotosintetici, cioè clorofille e carotenoidi (pigmenti verdi), che hanno il compito di assorbire l'energia luminosa: quando un certo tipo di pigmento viene colpito da un fotone e ne assorbe l'energia, uno dei suoi elettroni viene eccitato e salta su un livello elettronico a energia maggiore. Dopo un brevissimo lasso di tempo l'elettrone torna al livello di energia originario (nel frattempo si trovava allo stato "eccitato" e quindi in un superiore livello energetico) e, durante questo processo, l'energia in più che aveva acquistato viene liberata, e passa da una molecola di pigmento all'altra, finché arriva a una coppia di particolari molecole di clorofilla che funzionano da trappola per l'energia. Se prendiamo, per esempio in esame, il fotosistema numero II, notiamo che la sua molecola P680 si eccita, e che grazie all'energia che riceve perde alcuni elettroni, che vengono trasferiti alla catena di trasporto degli elettroni. Mentre nel fotosistema I la molecola che svolge la funzione analoga del II, prende il nome di molecola P700. L'energia così intrappolata provoca il trasferimento di un elettrone da una di queste molecole a una molecola che funge da accettore. Da un punto di vista biochimico, i fotosistemi sono delle ossidoreduttasi luce-dipendenti.

Nei batteri fotosintetici, si trova un solo tipo di fotosistema, mentre nei cianobatteri e in tutti i vegetali eucarioti fotosintetici se ne trovano due tipi che lavorano in serie e sono denominati I (primo) e II (secondo).