La Fotosíntesis Nuestra de Cada Día

Aclaración: La siguiente es una explicación "light" ("no pun intended") del proceso de fotosíntesis.  Me he concentrado en la versión común del proceso, obviando variantes del mismo que pueden confundir al que se acerca al tema por primera vez.

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El proceso de la fotosíntesis representa el milagro natural de atrapar energía que proviene del Sol y ponerla a la disposición de todas las criaturas de la Tierra. Sólo la pueden llevar a cabo aquellos organismos que tengan las sustancias capaces de absorber la luz. A estas sustancias les llamamos pigmentos, de los cuales existen varios tipos. Están las clorofilas, los carotenoides y las xantófilas, entre otros. Se encuentran acumulados en estructuras llamadas cloroplastos que están presentes en las plantas y en las algas. También están presentes en las cianobacterias.

 De forma sencilla, la fotosíntesis se puede resumir como un proceso en el cual, en presencia de luz, se forman dos compuestos necesarios para luego formar azúcar. Estos son ATP y NADPH. Una vez formados, ocurrirá un proceso en ausencia de luz donde el azúcar será formada usando carbonos de la atmósfera. Este proceso, llamado fijación de carbono, representa uan de las reacciones más importantes de la naturaleza. Es así porque los carbonos provienen de dióxido de carbono que generamos como un deshecho de reacciones químicas en nuestro cuerpo. O sea, lo que es basura para unos es un tesoro para otros. De no ser usado a través de fotosíntesis, se acumularía en la atmósfera y contribuiría al calentamiento global. Al final, las azúcares formadas tendrán entre sus enlaces parte de la energía absorbida del Sol y pasará a nosotros a través de la cadena alimentaria.

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El proceso completo se puede dividir en dos partes: una que requiere de la presencia de luz y la otra que no la requiere. En la primera parte la energía del Sol es absorbida por pigmentos que se encuentran en estructuras de los cloroplastos (o las membranas celulares de las cianobacterias) llamadas tilakoides. Allí están acumulados en regiones llamadas Fotosistema II y Fotosistema I. La luz incide sobre ambos fotosistemas y un par de electrones llenos de energía son transportados desde cada uno por una serie de moléculas que se los pasan unos a otros, como un juego molecular de la papa caliente. Los electrones del fotosistema II terminan en el Fotosistema I, reemplazando los que este último perdió cuando absorbió luz y que fueron finalmente usados para formar NADPH. Los electrones que perdió el Fotosistema II son reemplazados a partir de una molécula de agua, la cual es descompuesta en una reacción donde también se libera oxígeno como un deshecho del proceso. Este es el oxígeno que pasará a la atmósfera y eventualmente llegará a nuestros pulmones para que podamos respirar. Nuevamente, lo que es basura para unos es un tesoro para otros.

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 Parte de la energía de los electrones que salen del fotosistema II es usada para formar el otro gran producto de estas reacciones: ATP. La segunda parte del proceso, la que no requiere de luz, ocurre en un fluido que baña a los tilakoides del cloroplasto y al que llamamos estroma. Aquí ocurren una serie de reacciones químicas donde se restablece la molécula original que inició el proceso. Por eso se le da el nombre de ciclo. El Ciclo de Calvin, para ser más precisos. En esencia, tres moléculas de cinco carbonos (15 carbonos en total) cada una, se unen con tres moléculas de dióxido de carbono para formar tres moléculas de seis carbonos (18 carbonos en total). Estas son convertidas rápidamente a 6 moléculas de 3 carbonos cada una (siguen habiendo 18 carbonos en total). Luego, a través de un proceso químico, una molécula derivada de las 6 anteriores abandona el ciclo. Es un azúcar de 3 carbonos llamada G3P (el nombre técnico es gliceraldehído-3-fosfato. Al abandonar el ciclo dejó atrás 5 moléculas de 3 carbonos (para un total de 15 carbonos), que serán rearregladas para regenerar las 3 moléculas originales de 5 carbonos cada una. Y así se repetirá el ciclo. Las reacciones del ciclo de Calvin requieren de ATP y NADPH, productos de las reacciones que ocurrieron en presencia de luz. 

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El producto final de la fotosíntesis, el azúcar G3P, servirá de base para formar otros azúcares como glucosa, entre otras moléculas. Así, parte de la energía del Sol está almacenada ahora en forma de energía química en los azúcares productos de la fotosíntesis. Gracias al Sol, y a los organismos fotosintéticos que pueden atrapar parte de su enegía y convertirla en una forma que podemos usar, hay vida en la Tierra. Somos entonces, al fin y al cabo, hijos e hijas del Sol.





© Edwin Vázquez de Jesús, Ph.D.
Universidad de Puerto Rico en Cayey