Fotofosforylacja to konwersja difosforanu adenozyny do trifosforanu adenozyny przy użyciu energii świetlnej w procesie fotosyntezy. Jest to mechanizm, za pomocą którego w obecności światła powstają cząsteczki adenozynotrifosforanu wzbogacone o energię poprzez przeniesienie grupy fosforanowej na cząsteczkę adenozynodifosforanu.
Ponieważ fosforylacja zachodzi w widocznym obszarze światła, nazywa się ją fotofosforylacją. Istnieją dwie formy fotofosforylacji: fotofosforylacja cykliczna i fotofosforylacja niecykliczna.
Fotofosforylacja cykliczna a fotofosforylacja niecykliczna
Różnica między cykliczną fotofosforylacją a niecykliczną fotofosforylacją polega na tym, że cykliczna fotofosforylacja rozwija się poprzez fotosyntezę anoksygenową, podczas gdy niecykliczna fotofosforylacja ma miejsce podczas fotosyntezy tlenowej.
Cykliczna fotofosforylacja to zjawisko, które rozwija się w cyklicznym ruchu elektronów w celu wygenerowania cząsteczek adenozynotrifosforanu. Podczas tego procesu komórki roślinne przekształcają difosforan adenozyny w trifosforan adenozyny, aby uzyskać natychmiastową energię dla komórek. Cykliczna fotofosforylacja jest mechanizmem zachodzącym w błonie tylakoidów i wykorzystuje Chlorofil P700 i Fotosystem I.
Niecykliczna fotofosforylacja to mechanizm, który prowadzi do niecyklicznego przenoszenia elektronów w celu wytworzenia cząsteczek adenozynotrifosforanu wykorzystujących moc fotogenerowanych elektronów dostarczanych przez Photosystem II. Ponieważ elektrony emitowane przez P680 Fotosystemu II są pobierane z P700 Fotosystemu I i dlatego nie wracają do P680, mechanizm ten jest znany jako niecykliczna fotofosforylacja.
Tabela porównawcza między fotofosforylacją cykliczną a fotofosforylacją niecykliczną
| Parametry porównania | Cykliczna fotofosforylacja | Fotofosforylacja niecykliczna |
| Obecność | Jest to najczęstsze wśród bakterii fotosyntetycznych. | Występuje głównie w roślinach wyższych, algach i sinicach. |
| Wzór przepływu elektronów | Elektrony przepływają w sposób cykliczny lub kołowy. | Elektrony płyną w sposób zygzakowaty w jednolity sposób. |
| Uwalnianie tlenu | Podczas cyklicznej fotofosforylacji tlen nie jest wytwarzany. | Niecykliczna fotofosforylacja wytwarza tlen cząsteczkowy. |
| Zaangażowanie fotosystemu | W grę wchodzi tylko fotosystem-I. | Składa się z fotosystemów I i II. |
| Tworzenie energii | W tej procedurze generowany jest tylko trifosforan adenozyny. | Proces ten generuje trifosforan adenozyny i NADPH. |
Co to jest fotofosforylacja cykliczna?
Cykliczna fotofosforylacja to mechanizm, dzięki któremu organizmy (takie jak prokariota) po prostu przekształcają adenozynodifosforan w adenozynotrójfosforan w celu uzyskania szybkiej energii. Ta forma fotofosforylacji występuje głównie w błonie tylakoidów. W cyklicznym transporcie elektronów elektron pochodzi ze związku pigmentowego zwanego fotosystemem I.
Następnie przechodzi od głównego akceptora do ferredoksyny, a następnie do cytochromu b6f. Cytochrom b6f jest porównywalny do mitochondrialnego cytochromu b6f. Następnie elektron przechodzi przez plastocyjaninę, aż powróci do chlorofilu.
W całym łańcuchu akceptora elektronów wytwarzana jest siła napędowa protonów, która wypompowuje jony H+ z komórki i tworzy gradient ciśnienia, który może być wykorzystany do aktywacji syntazy adenozynotrójfosforanu podczas chemiosmozy. Cały ten proces jest określany jako cykliczna fotofosforylacja. Nie generuje O2
Nawet podczas cyklicznej reakcji fotofosforylacji elektrony są transportowane z powrotem do P700 z akceptora i dlatego nie przemieszczają się do NADP. W konsekwencji, schodząc w dół przepływu elektronów do P700, wytwarzane są cząsteczki adenozynotrójfosforanu.
Fotosynteza bakteryjna wykorzystuje pojedynczy fotosystem, który jest zaangażowany w cykliczną fotofosforylację. Jest preferowany w warunkach beztlenowych, a także w punktach wysokiego napromieniowania i kompensacji CO2. Cykliczna fotofosforylacja jest zawsze konieczna, ponieważ wytwarza adenozynotrifosforan po niskich kosztach. W cyklicznej fotofosforylacji zaangażowany jest tylko fotosystem-I.
Co to jest niecykliczna fotofosforylacja?
Niecykliczna fotofosforylacja jest procesem dwuetapowym, w którym uczestniczą dwa różne fotony chlorofilu. Niecykliczna fotofosforylacja zachodzi w błonie tylakoidów jako reakcja świetlna. Wysoka intensywność światła sprzyja niecyklicznej fotofosforylacji.
Niecykliczna fotofosforylacja jest powszechna we wszystkich roślinach, algach i sinicach. PS-II pochłania fotony ze źródła światła i przekazuje je do chlorofilu RC.
Elektrony wytwarzane przez P700 są absorbowane przez główny akceptor, a następnie przenoszone do NADP poprzez niecykliczną ścieżkę fotofosforylacji. Elektrony oddziałują z obydwoma protonami H+ generowanymi, gdy cząsteczki wody rozbijają się, aby zmniejszyć NADP do NADPH.
Energia tego rodzaju nie przenosi całego cyklu i nie wraca do chlorofilu, ponieważ jest on wykorzystywany do eliminacji NADP+. Jest to jedyny sposób, w jaki elektrony przechodzą z cząsteczki wody do NADPH. W rezultacie jest to znane jako niecykliczna fotofosforylacja.
Jest również często znany jako schemat Z. Elektron z chlorofilu przemieszcza się przez system przenoszenia elektronów i w konsekwencji minimalizuje NADP+, tworząc jednostkę NADPH tego rodzaju. Glicerynian 3-fosforan jest podstawowym budulcem, z którego rośliny mogą wytwarzać szeroką gamę związków. Niecykliczne oddychanie fotosyntetyczne wytwarza tlen cząsteczkowy przy udziale cząsteczek energii.
Główne różnice między fotofosforylacją cykliczną a fotofosforylacją niecykliczną
Wniosek
Cykliczna fotofosforylacja to mechanizm, w którym elektron emitowany przez stymulowane fotocentrum jest przywracany przez kolejne łańcuchy transportu elektronów. Kiedy elektrony wędrują przez ferredoksynę do PQ i układu cytochromowego, generowane jest ATP.
Jednak normalnym mechanizmem, w którym elektron uwolniony przez stymulowane fotocentrum nie odwraca się, jest niecykliczna fosforylacja. Przeprowadza się to w połączeniu z fotosystemami I i II.
W rezultacie możemy teraz wywnioskować, że cykliczna i niecykliczna fotofosforylacja to zależne od światła procesy fotosyntezy, które fosforylują, tworząc trifosforan adenozyny. Komórki fotosyntetyczne, wykorzystując następnie trifosforan adenozyny, wykonują różne działania, które pomagają w ich istnieniu i rozwoju.
