Flujos de Electrones en Fotosíntesis: Mecanismos Cíclico y No Cíclico para ATP y NADPH

Flujo No Cíclico de Electrones en la Fotosíntesis

Intervienen dos **fotosistemas** acoplados en serie, capturando energía luminosa mediante un flujo continuo de **electrones**. Estos electrones provienen del agua en el **fotosistema II** (PSII) y pasan al **fotosistema I** (PSI), para finalmente llegar al **NADP+**.

Se denomina **flujo no cíclico** porque los electrones que pierde la clorofila no regresan a la misma molécula, sino que son reemplazados por otros electrones.

Fotólisis del Agua

La **fotólisis del agua** (H₂O) es el proceso que repone los electrones. Una molécula de agua, al ser impactada por la luz, se disocia en:

• Dos **protones** (H⁺)
• Dos **electrones** (e⁻)
• Media molécula de **oxígeno** (½ O₂)

Los electrones son captados por la clorofila del **P680** (centro de reacción del PSII). Los protones se acumulan en el interior del **espacio tilacoidal**, y los átomos de oxígeno se combinan formando moléculas de **O₂**, que se difunden hacia el medio externo.

Entretanto, los electrones energéticos desprendidos de la clorofila del PSII pasan por la **plastoquinona** y la cadena de transporte de electrones. Finalmente, los electrones procedentes del PSII son captados por la clorofila del PSI (**P700**).

Antes de captar estos electrones, el fotosistema I es estimulado por fotones de luz, y la clorofila de su **par activo** pierde sus propios electrones, pasando a un mayor nivel energético. Estos electrones son captados por la **ferredoxina**, que los transporta hacia la **NADP reductasa**. Aquí, el **NADP+** acepta los electrones, junto con dos protones (H⁺) del medio, formándose **NADPH + H⁺** mediante un proceso de **fotorreducción del NADP+**.

La intervención de ambos fotosistemas, cada uno captando fotones de luz, es crucial para generar la molécula de **NADPH**. Una cantidad de energía sobrante se utiliza para formar **ATP** mediante un proceso de **fotofosforilación**.

Flujo Cíclico de Electrones en la Fotosíntesis

Además del **flujo no cíclico de electrones**, en casi todas las especies existe también un **flujo cíclico**, en el que interviene únicamente el **fotosistema I** (PSI).

Se denomina proceso cíclico porque los electrones perdidos por la clorofila **P700** regresan de nuevo a dicha clorofila.

La finalidad del proceso cíclico es generar **ATP** para subsanar el déficit que se produciría en la **fase oscura** (o ciclo de Calvin), donde, como veremos, serán necesarias tres moléculas de ATP por cada dos moléculas de **NADPH**.

Al igual que en el proceso no cíclico, al incidir los fotones sobre el fotosistema I, los electrones del **par activo** de clorofila adquieren la energía necesaria para ser capturados por la **ferredoxina**. Pero ahora, en vez de continuar hacia la NADP reductasa, son desviados a la **cadena de transporte de electrones** que conecta los fotosistemas II y I, concretamente al complejo que bombea protones hacia el **espacio tilacoidal**. Posteriormente, los electrones, con una energía menor, son reciclados de nuevo hacia el fotosistema I.

Así, en este caso no interviene el agua, ni se forma **NADPH** ni **oxígeno**. El único resultado neto es el aumento del número de **protones** en el interior del espacio tilacoidal, lo que genera un **gradiente electroquímico** y, como en el caso anterior, hace posible la **fotofosforilación** y la consiguiente formación de ATP.