Factores que interferem na actividade fotossintes

Introdução

Neste trabalho iremos falar sobre factores que interferem na actividade fotossíntese. A taxa de fotossíntese depende de vários factores ambientais: temperatura, intensidade luminosa, concentração de gás carbónico, são alguns deles. Desse modo, para que o rendimento fotossintético seja máximo, é necessário que a planta esteja crescendo em óptimas condições de luz, temperatura e gás carbónico. A composição do solo também interfere na absorção de nutrientes da planta, assim como na absorção de água, que vai ser utilizada na fotossíntese.

Existem vinte aminoácidos na natureza que são capazes de gerar toda esta diversidade presente em nosso planeta.

As giberelinas (GA) são sintetizadas, principalmente, nas folhas jovens, sementes imaturas e caule jovem em crescimento activo. Sua síntese envolve três etapas que ocorrem nos plastídeos, retículo endoplasmático e citosol, pela via do metileritritol-fosfato (MEP) do metabolismo secundário.

Factores Que Interferem Na Actividade Fotossíntese

A fotossíntese é o processo através do qual os organismos autógrafos conseguem sintetizar alimento e matéria orgânica a partir de elementos inorgânicos. Os vegetais, por exemplo, utilizam a clorofila como substância precursora deste processo.

Entretanto, para que uma planta consiga realizar o processo de fotossíntese de forma adequada é necessário um conjunto de factores diversos, internos ou externos. Como internos, podemos destacar, entre outros, a presença de nutrientes, a idade da folha, a quantidade de água presente; como factores externos temos como exemplo, a luz, a disponibilidade água, a temperatura e etc.

Os principais factores que influenciam no processo são: luz, concentração de gás carbónico e temperatura.

Por ser um processo que ocorre naturalmente, os mecanismos que comprovam a influência dos factores citados acima foram baseados em estudos e testes feitos com a retirada e a colocação de determinado factor. Assim, se tivermos uma condição ideal de luminosidade e uma concentração adequada de gás carbónico, poderemos analisar os efeitos da variação da temperatura sobre o processo da fotossíntese.

Em relação à luminosidade devemos nos lembrar que existem plantas que necessitam de muita luz, plantas de “Sol” e plantas que devem ser protegidas da luz solar, plantas de “sombra”. Desta forma, podemos perceber que as folhas também são diferentes de acordo com a característica da planta.

Se tivermos, então, condições ideais de temperatura e gás carbónico, à medida que aumentamos a quantidade de luz, os níveis de fotossíntese também tenderão a aumentar até um determinado limite. Esse valor limite é chamado de ponto de saturação luminosa.

Quanto à temperatura, não podemos nos esquecer de que a acção das enzimas é fundamental para minimizar o gasto energético das reacções que ocorrem em todos os organismos. Assim, caso a temperatura atinja níveis muito altos ou muito baixos, a actuação, não só das enzimas, mas de todas as proteínas cessará ou diminuirá, levando a graves consequências. Esse processo é conhecido como desnaturação.

Existe um nível de temperatura ideal para os organismos funcionarem correctamente e com as plantas não seria diferente. Temos, actualmente, que o limite de temperatura ideal para a realização do processo de fotossíntese seria aproximadamente 35ºC, visto que a partir desta temperatura a fluidez da membrana onde está presente a clorofila será alterada.

A quantidade natural de gás carbónico na atmosfera está entre 0,03 e 0,04%, ou seja, a quantidade é mínima. Assim, estudos comprovaram que ao se aumentar a concentração de gás carbónico, haveria uma resposta positiva em relação à produção de matéria orgânica, através da fotossíntese. Logo, temos estabelecido um limite máximo de 0,3% de gás carbónico como quantidade ideal para a realização do processo fotossintético, uma vez que acima desta concentração não haveria modificações positivas no processo.

Factores Que Influenciam A Fotossíntese

A intensidade com a qual uma célula executa a fotossíntese pode ser avaliada pela quantidade de oxigénio que ela libera para o ambiente, ou pela quantidade de CO₂ que ela consome.

Quando se mede a taxa de fotossíntese de uma planta, percebe-se que essa taxa pode aumentar ou diminuir, em função de certos parâmetros. Esses parâmetros são conhecidos como factores limitantes da fotossíntese. A fotossíntese tem alguns factores limitantes, alguns intrínsecos e outros extrínsecos. 

Factores limitantes intrínsecos 

Disponibilidade de pigmentos fotossintetizantes

Como a clorofila é a responsável principal pela captação da energia limunosa, a sua falta restringe a capacidade de captação da energia e a possibilidade de produzir matéria orgânica.

Disponibilidade de enzimas e de cofactores

Todas as reacções fotossintéticas envolvem a participação de enzimas e de co-fatores, como os aceptores de elétrons e os citocromos. A sua quantidade deve ser ideal, para que a fotossíntese aconteça com a sua intensidade máxima.

Factores limitantes extrínsecos

A concentração de CO₂

O CO₂ (gás carbónico ou dióxido de carbono) é o substrato empregado na etapa química como fonte do carbono que é incorporado em moléculas orgânicas. As plantas contam, naturalmente, com duas fontes principais de CO₂: o gás proveniente da atmosfera, que penetra nas folhas através de pequenas aberturas chamadas estómatos, e o gás liberado na respiração celular.

Sem o CO₂, a intensidade da fotossíntese é nula. Aumentando-se a concentração de CO₂ a intensidade do processo também se eleva. Entretanto, essa elevação não é constante e ilimitada. Quando todo o sistema enzimático envolvido na captação do carbono estiver saturado, novos aumentos na concentração de CO₂ não serão acompanhados por elevação na taxa fotossintética.

A Temperatura

Na etapa química, todas as reacções são catalisadas por enzimas, e essas têm a sua actividade influenciada pela temperatura.

De modo geral, a elevação de 10 °C na temperatura duplica a velocidade das reacções químicas. Entretanto, a partir de temperaturas próximas a 40 °C, começa a ocorrer desnaturação enzimática, e a velocidade das reacções tende a diminuir.

Portanto, existe uma temperatura óptima na qual a actividade fotossintetizante é máxima, que não é a mesma para todos os vegetais.

O comprimento de onda

A assimilação da luz pelas clorofilas a e b, principalmente, e secundariamente pelos pigmentos acessórios, como os carotenóides, determina o espectro de acção da fotossíntese.

Nota-se a excelente actividade fotossintética nas faixas do espectro correspondentes à luz violeta/azul e à luz vermelha, e à pouca actividade na faixa do verde.

Para que uma planta verde execute a fotossíntese com boa intensidade, não se deve iluminá-la com luz verde, uma vez que essa luz é quase completamente reflectida pelas folhas.

Intensidade luminosa

Quando uma planta é colocada em completa obscuridade, ela não realiza fotossíntese. Aumentando-se a intensidade luminosa, a taxa da fotossíntese também aumenta. Todavia, a partir de um certo ponto, novos aumentos na intensidade de iluminação não são acompanhados por elevação na taxa da fotossíntese.

A intensidade luminosa deixa de ser um factor limitante da fotossíntese quando todos os sistemas de pigmentos já estiverem sendo excitados e a planta não tem como captar essa quantidade adicional de luz. Atingiu-se o ponto de saturação luminosa.

Aumentando-se ainda mais a intensidade de exposição à luz, chega-se a um ponto a partir do qual a actividade fotossintética passa a ser inibida. Trata-se do ponto de inibição da fotossíntese pelo excesso de luz.

Biossíntese dos Aminoácidos

Os aminoácidos são as unidades estruturais básicas das proteínas. Um a-aminoácido é constituído de um grupamento amina, uma carboxila, um átomo de hidrogénio e um grupamento R diferenciado, todos eles ligados à um carbono a. Existem vinte aminoácidos na natureza que são capazes de gerar toda esta diversidade presente em nosso planeta. O aminoácido mais simples é a glicina, que só tem um átomo de hidrogênio em sua cadeis lateral.

A alanina vem a seguir, com um grupamento metila. Cadeias laterais hidrocarbonadas maiores são encontradas em valina, leucina e isoleucina. A prolina também tem uma cadeia lateral alifática, mas difere dos outros membros do conjunto dos vinte por sua cadeia lateral ser ligada tanto ao nitrogénio quanto ao átomo de carbono a.

A resultante estrutura cíclica influencia fortemente a arquitetura das proteínas. Três aminoácidos com cadeias laterais aromáticas fazem parte do repertório fundamental. A fenilalanina contém um radical fenila ligado à um grupamento metileno. O anel aromático da tirosina contém uma hidroxila, o que torna a tirosina menos hidrófoba do que a fenilalanina. O triptofano tem um anel indólico ligado à um grupamento metileno. Dois aminoácidos, serina e treonina , contêm hidroxilas alifáticas, o que as tornam muito mais hidrofílicas e reativas. Vamos agora aos aminoácidos com cadeias laterais muito polares, sendo altamente hidrófilos.

A lisina e a arginina têm cargas positivas em pH neutro. A histidina pode não ter carga ou tê-la positiva, dependendo de seu ambiente local. As cadeias laterais da arginina e da lisina são as mais longas no conjunto dos vinte. Existem dois aminoácidos com cadeias laterais ácidas, o ácido aspártico e o ácido glutâmico. Esses aminoácidos são geralmente chamados de aspartato e glutamato para salientar que suas cadeias laterais têm, quase sempre, cargas negativas no pH fisiológico. A glutamina e a asparagina são derivados não carregados de glutamato e aspartato que contêm uma amida terminal em vez de um carboxilato. Sete dos vinte aminoácidos têm cadeias laterais facilmente ionizáveis. Um átomo de enxofre está presente nas cadeias laterais de dois aminoácidos.

A cisteína contém uma sulfidrila (-SH) e a metionina possui um átomo de enxofre em uma ligação tio-éster (-S-CH3). Ambas as cadeias laterais que contêm enxofre são hidrófobas. Esta grande diversidade na natureza química de cada aminoácido permite que estes possam construir uma gama enorme de diferentes proteínas com as mais diversas funções.

Biossíntese

As giberelinas são uma grande família de ácidos diterpênicos e são sintetizadas pela rota de terpenóides, sendo estes compostos formados por quatro unidades de cinco carbonos, os isopropenos (C₅H₈). As giberelinas (GA) são sintetizadas, principalmente, nas folhas jovens, sementes imaturas e caule jovem em crescimento ativo. Sua síntese envolve três etapas que ocorrem nos plastídeos, retículo endoplasmático e citosol, pela via do metileritritol-fosfato (MEP) do metabolismo secundário.

Pela via do MEP, piruvato e 3-fosfoglicerato (3-PGA) condensam-se, formando o 1-deoxi-D-xilulose-5-fosfoato que sofre um rearranjo e redução formando o 2-C-metil-D-eritritol-4-fosfato (MEP) que é convertido em isopentenil-fosfato (IPP) que por sua vez, pode originar também o isômero dimetilalil-difosfato ou pirofosfato (DMAPP). Essa etapa ocorre nos plastídeos. Depois, quatro unidades de IPP se ligam para formar uma substância de 20 carbonos, geranil difosfato (GGPP), que após ser formado inicia a primeira fase da via biossintética de GA, que é convertido em ent-copalil difosfato e, posteriormente, em ent-caureno.

Nessa primeira etapa da rota, alguns inibidores podem inibir a actividade da enzima caureno sintase que por consequência, irá inibir a síntese de giberelinas. Os principais exemplos são o cloreto de chlormequat (CCC), Phosphon-D, AMO 1618 e cloreto de mepiquat.

A segunda fase de síntese das giberelinas ocorre no retículo endoplasmático, onde o ent-caureno é oxidado produzindo o caurenol, caurenal e ácido caurenóico, sendo que este será oxidado em G₁₂-aldeído. Esta é uma molécula de 20 carbonos possuindo esqueleto de ent-giberelano.

Os inibidores da segunda fase da síntese de giberelinas são: Paclobutrazol (PBZ), uniconazole (UCZ), ancymidol, flurprimidol, tetcyclacis, e norbornanodiazetina que são moléculas que bloqueiam a oxidação de ent-caureno em ácido ent-7α-hidroxicaurenóico. O uniconazole inibe também a atividade da enzima ent-caureno oxidase.

Adiante, o GA₁₂-aldeído é convertido em GA₁₂ e GA₅₃, a partir delas irá ocorrer a síntese das demais giberelinas no citosol, tratando-se da terceira fase de síntese das giberelinas. Na maioria das plantas, o GA₁₂ é convertido em GA₅₃ por hidroxilação no carbono 13, mas em algumas plantas como na Arapdopsis sp. o GA₁₂ é convertido em GA₅₃ pela rota de não - carboxilação do carbono 13. Na rota da não - hidroxilação do C-13 pela acção da enzima GA20-oxidase ocorre a formação de GA₉ sendo oxidado no carbono 3 pela enzima GA3-oxidase para formar a GA₄, que é uma giberelina ativa e, esta, por sua vez, pode ser oxidada no carbono 2 pela GA2-oxidase formando a GA₃₄, sendo esta uma forma inativa de giberelina. Na rota de hidroxilação do C-13, a GA₅₃ sofre oxidação no C-20 formando a GA₂₀ que por acção da GA3-oxidase forma a GA₁ que é a giberelina mais activa.

Na terceira etapa, ocorre a formação das giberelinas no citosol. Os inibidores da síntese de GA desta etapa são: Prohexadione-Ca, etil-trinexapc e daminozide.

Conclusão

Depois de tanta pesquisa concluímos que a fotossíntese é o processo através do qual os organismos autógrafos conseguem sintetizar alimento e matéria orgânica a partir de elementos inorgânicos. Os vegetais, por exemplo, utilizam a clorofila como substância precursora deste processo.

A intensidade com a qual uma célula executa a fotossíntese pode ser avaliada pela quantidade de oxigénio que ela libera para o ambiente, ou pela quantidade de CO₂ que ela consome.

A prolina também tem uma cadeia lateral alifática, mas difere dos outros membros do conjunto dos vinte por sua cadeia lateral ser ligada tanto ao nitrogénio quanto ao átomo de carbono a.

 Feito por Afonso Júnior Sadrack