O Cloroplasto

Os cloroplastos, organelas da fotossíntese, possuem em geral 5micrômetros de comprimento. Veja um esquema de um cloroplasto:

As membranas tilacóides contém o equipamento de transdução de energia: as proteínas coletoras de luz, os centros de reação, as cadeias de transporte de elétrons e ATP sintase. Possuem quantidades quase iguais de lipídeos e de proteínas. A membrana tilacóide, como a membrana mitocondrial interna, é impermeável a maioria das moléculas e íons. A membrana externa de um cloroplasto, como a de uma mitocôndria, é altamente permeável a pequenas moléculas e íons. O estroma contém as enzimas que utilizam o NADPH e o ATP sintetizados pelos tilacóides para transformar gás carbônico em glicídeos. Os cloroplastos possuem seu próprio DNA e o equipamento para replicá-lo e expressá-lo. No entanto, os cloroplastos (como as mitocôndrias) não são autônomos: também possuem proteínas codificadas pelo DNA nuclear.

A Clorofila

A primeira etapa da fotossíntese é a absorção de luz por uma molécula fotoreceptora. O principal fotoreceptor nos cloroplastos das plantas verdes é a clorofila a. Os quatros átomos de nitrogênio dos pirróis são coordenados a um átomo de magnésio. Outra característica que distingue a clorofila é a presença de fitol, um álcool altamente hidrófobo com 20 carbonos, esterificado com uma cadeia lateral ácida. A clorofila b difere da clorofila a por ter um grupamento formila no lugar de um metila em um de seus pirróis.

Essas clorofilas são fotoreceptores muito eficazes porque contem redes de ligações simples e duplas alternadas. Tais compostos são chamados de polienos. Têm faixas de absorção muito fortes na região visível do espectro, onde também é máximo o fluxo solar que atinge a Terra. Os coeficientes molares de absorção nos picos das clorofilas a e b são os mais altos, observados entre compostos orgânicos. Os espectros de absorção das clorofilas a e b são diferentes. A luz que não é absorvida pela clorofila a – a 460nm – é capturada pela clorofila b, que tem uma absorção intensa nesse comprimento de onda. Assim, esses dois tipos de clorofila complementam um ao outro na absorção da luz solar incidente. A região do espectro de 500 a 600nm é fracamente absorvido por essas clorofilas, mas isso não é problema para os vegetais verdes. Por outro lado, a luz é um fator limitante para as cianobactérias e as algas vermelhas. Elas contêm pigmentos acessórios de captação de luz que as capacitam a utilizar com eficiência a luz que não foi absorvida pelas clorofilas dos organismos fotossintéticos na água acima deles.