FOTOBIOLOGÍA FOTOBIOLOGÍA 

Parte 3:Parte 3:FFotoprotecciónotoprotección

1Nadine Schubert 1Instituto 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

LUZAjuste del tamaño de las antenas Estados de transición

Absorción de luz

Disipación de calor Ciclo de las xantofilasFotoquímica

Fijación de CO2FotorespiraciónCiclo Agua-Agua

Producción de radicales de oxígenoSistemas antioxidantes

Ciclo Agua AguaTransporte cíclico de e-Energy dissipation

2

FotodañoReparación y síntesis de novo

2Fotodaño neto

ABSORCIÓN DE LUZ⇔ UTILIZACIÓN DE ENERGÍA ABSORBIDA DE LA LUZ

sis

Energia en exceso

↓ Fv/Fm

Foto

íynt

es

Fotoprotección

v m

F

Fotoinactivación/Fotodaño

↓ Fv/Fm↓ O2

3Irradiancia

3

CICLO DE LAS XANTOFILAS

Ciclo de Violaxantina

4Yamamoto et al., (1962)

4

FOTOPROTECCIÓN POR CAROTENOIDES

Pigmento accesorioColector de energía

Pigmento fotoprotectorDisipador de energía

S2

Violaxantina ZeaxantinaViolaxantina ZeaxantinaEn

ergí

a

S1

Clorofila a Clorofila aEner

gía

S1

Qy S1

CalorCalor

5

S0

A ti L t í 5Aneraxantina, Luteína

QUENCHING NO‐FOTOQUÍMICO

PS = 0PS   0NPQ = 0

PS 0

NPQ = (Fm‐Fm’)/Fm’

PS = 01 > NPQ > 0

PS = 1NPQ = 0

1 > PS > 01 > 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 LHCIPQ

PQH2 ATPase1O2

PQ1O2

9

2H2O O2+ 4H+

2H+PC H+

9

FOTODAÑO

3P680*PSIILHCII

P680

2H2O O2+ 4H+

1O2

3O2

2H2O O2 4H

1Car

3Car*1O2

*

10CALOR

⇒ Carotenoides: β-caroteno- centro de reacción

10

FOTODAÑO

PSIILHCII

1O23Chl*

2H2O O2+ 4H+

Chl3Car*

3O2

1Car

CALOR1O2

*1Car

3Car* CALOR

11CALOR

⇒ 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

12Cianobacterias

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

red)

far-redoscuridad

30

40

50

60

m (%

de

F m e

n fa

r-

130

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