Fotossíntese Microbiana

A fotossíntese microbiana abrange a fotossíntese produtora de oxigénio das cianobactérias e a fotossíntese anoxigénica de vários grupos bacterianos, processos que moldaram a química da Terra primitiva.

Definition

A fotossíntese microbiana é a conversão de energia luminosa em energia química por microrganismos, abrangendo tanto as formas oxigénicas que libertam oxigénio pela quebra da água quanto as formas anoxigénicas que utilizam outros doadores de eletrões.

Scope

Este tópico abrange fotopigmentos como clorofilas e bacterioclorofilas; a captação de luz e o centro de reação fotossintético; a fotossíntese oxigénica em cianobactérias com os seus dois fotossistemas e a química de quebra da água; a fotossíntese anoxigénica em bactérias púrpuras e verdes usando um único fotossistema e doadores de eletrões que não a água; e o significado evolutivo e ambiental da fototrofia.

Core questions

• Como os fotopigmentos capturam a luz e iniciam a conversão de energia?
• O que distingue a fotossíntese oxigénica da anoxigénica?
• Como a fotossíntese cianobacteriana transformou a atmosfera primitiva?
• Quais doadores de eletrões os fototróficos anoxigénicos utilizam em vez da água?

Key concepts

• Clorofilas e bacterioclorofilas
• Captação de luz e centros de reação
• Fotossíntese oxigénica e quebra da água
• Fotossíntese anoxigénica
• O Grande Evento de Oxidação

Key theories

Fotossíntese comparativa

Cornelis van Niel propôs uma estrutura geral em que a fotossíntese utiliza a luz para impulsionar a transferência de eletrões de um doador para o dióxido de carbono, sendo a água apenas um possível doador, unificando as formas oxigénicas e anoxigénicas.

Mechanisms

Os fotopigmentos absorvem a luz e transferem a energia para os centros de reação, onde a excitação impulsiona a transferência de eletrões e a geração de uma força motriz de protões para a síntese de ATP. Na fotossíntese oxigénica, dois fotossistemas que atuam em série extraem eletrões da água, libertando oxigénio, enquanto na fotossíntese anoxigénica um único fotossistema utiliza doadores como sulfureto de hidrogénio ou compostos orgânicos, não produzindo oxigénio.

Clinical relevance

A fotossíntese cianobacteriana é um importante contribuinte para a produção primária global e o fornecimento de oxigénio, o surgimento da fotossíntese oxigénica alterou profundamente a atmosfera da Terra, e os micróbios fototróficos são de crescente interesse para a bioenergia e a captura de carbono.

History

Os estudos comparativos de Cornelis van Niel sobre a fotossíntese bacteriana e vegetal no início do século XX revelaram que a água é o doador de eletrões na fotossíntese oxigénica, enquanto as bactérias anoxigénicas utilizam outros doadores, uma perspetiva unificadora que reformulou a compreensão de como a energia luminosa é aproveitada.

Key figures

• Cornelis van Niel
• Sergei Winogradsky

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

O que é a fotossíntese anoxigénica?

A fotossíntese anoxigénica é uma forma de conversão de energia impulsionada pela luz, realizada por certas bactérias que utilizam doadores de eletrões que não a água, como o sulfureto de hidrogénio, e, portanto, não produzem oxigénio. Utiliza um único fotossistema em vez dos dois encontrados em fototróficos oxigénicos.