Fotobiologia: Absorção e Utilização de Luz

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FOTOBIOLOGÍA FOTOBIOLOGÍA 
Parte 3:Parte 3:
FFotoprotecciónotoprotección
1Nadine Schubert 1
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM 
Unidad de Sistemas Arrecifales, Puerto Morelos, México
ABSORCIÓN DE LUZ⇔ UTILIZACIÓN DE ENERGÍA ABSORBIDA DE LA LUZ
LUZ
Ajuste del tamaño de las antenas Estados de transición
Absorción de luz
Disipación de calor Ciclo de las xantofilas
Fotoquímica
Fijación de CO2
Fotorespiración
Ciclo Agua-Agua
Producción de radicales de oxígeno
Sistemas antioxidantes
Ciclo Agua Agua
Transporte cíclico de e-Energy dissipation
2
Fotodaño
Reparación y síntesis de novo
2
Fotodaño neto
ABSORCIÓN DE LUZ⇔ UTILIZACIÓN DE ENERGÍA ABSORBIDA DE LA LUZ
si
s
Energia en exceso
↓ Fv/Fm
Fo
to
íy
nt
es
Fotoprotección
v m
F
Fotoinactivación/Fotodaño
↓ Fv/Fm
↓ O2
3
Irradiancia
3
CICLO DE LAS XANTOFILAS
Ciclo de Violaxantina
4
Yamamoto et al., (1962)
4
FOTOPROTECCIÓN POR CAROTENOIDES
Pigmento accesorio
Colector de energía
Pigmento fotoprotector
Disipador de energía
S2
Violaxantina ZeaxantinaViolaxantina Zeaxantina
En
er
gí
a
S1
Clorofila a Clorofila aEn
er
gí
a
S1
Qy S1
CalorCalor
5
S0
A ti L t í 5Aneraxantina, Luteína
QUENCHING NO‐FOTOQUÍMICO
PS = 0PS   0
NPQ = 0
PS 0
NPQ = (Fm‐Fm’)/Fm’
PS = 0
1 > NPQ > 0
PS = 1
NPQ = 0
1 > PS > 0
1 > NPQ > 0
66
Relación entre [ZEA] y Fv/Fm y NPQ
Dictyota dichotoma Macrocystis pyrifera
7
Uhrmacher et al. (1995)
Símbolos abiertos= exposición lumínica a 150 µmol m-2 s-1
Símbolos cerrados= exposición lumínica a 500 µmol m-2 s-1
Garcia-Mendoza & Colombo-Pallotta (2007)
7p µ
QUENCHING NO‐FOTOQUÍMICO
8Müller et al. (2001) 8
FOTODAÑO
NADP H+ NADPH
ADP + Pi ATP
2H+ Fd
NADP + H+ NADPH
PSIILHCII Cyt bf PSI LHCI
PQ
PQH2 ATPase1O2
PQ
1O2
9
2H2O O2+ 4H+
2H+
PC H+
9
FOTODAÑO
3P680*
PSIILHCII
P680
2H2O O2+ 4H+
1O2
3O2
2H2O O2 4H
1Car
3Car*
1O2
*
10
CALOR
⇒ Carotenoides: β-caroteno
- centro de reacción
10
FOTODAÑO
PSIILHCII
1O2
3Chl*
2H2O O2+ 4H+
Chl
3Car*
3O2
1Car
CALOR
1O2
*
1Car
3Car* CALOR
11
CALOR
⇒ Carotenoides: zeaxantina, luteína
- antena de FSII
11
PERO CUIDADO…
ATP ADPATP ADP
NADPNADPH+H+ NADPNADPH+H+
h*νh*ν h*νh*ν
h*νh*ν
Algas verdes, plantas 
superiores
Cytb6fCytb6f ATPaseATPase
2H2O O22H2O O2
PSIIPSII PSIPSILHCI LHCILHCIILHCII
Algas rojas
PBSPBS ATP ADPATP ADP
NADPNADPH+H+ NADPNADPH+H+
h*νh*ν
h*νh*ν
Cytb6fCytb6f ATPaseATPase
2H2O O22H2O O2
PSIIPSII PSILHCI LHCIPSIPSILHCI LHCI
12
Cianobacterias
12
PERO CUIDADO…
La determinación de Fm es muy difícil en algas rojas por el movimiento de las 
ficobilisomasficobilisomas
→ aplicación de un pulso de far-red antes de la medición para asegurar que la 
antena de FSII es asociada al FSII
70
80
90
100
re
d)
far-red
oscuridad
30
40
50
60
m
 (%
 d
e 
F m
 e
n 
fa
r-
13
0
10
20
30
P.perforata C.volans P.pacifica C.officinalis
F m
13P.perforata C.volans P.pacifica C.officinalis
PERO CUIDADO…
14Campbellet al. (1998) 14