Nøgleforskel – cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering
Fotofosforylering eller fotosyntetisk fosforylering er en proces, hvor ATP produceres under fotosyntesens lysafhængige reaktioner. En fosfatgruppe føjes til ADP for at danne ATP, ved at udnytte protonmotorkraften, der genereres under fotosyntesens cykliske og ikke-cykliske elektrontransportkæder. Energien tilføres af sollys for at sætte gang i processerne, og ATP-syntese sker på ATPase-komplekser placeret i kloroplasternes thylakoidmembraner. ATP-syntese under den cykliske elektronstrøm af anoxygen fotosyntese er kendt som cyklisk fotofosforylering. ATP-produktion under den ikke-cykliske elektronstrøm af oxygenisk fotosyntese er kendt som ikke-cyklisk fotofosforylering. Dette er den vigtigste forskel mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering.
Hvad er cyklisk fotofosforylering?
Cyklisk phosphorylering er en proces, der producerer ATP fra ADP under fotosyntesens lysafhængige cykliske elektrontransportkæde. Fotosystem I er involveret i denne proces. Når klorofyler af PS I absorberer lysenergi, frigives højenergielektroner fra P700-reaktionscentret. Disse elektroner accepteres af en primær elektronacceptor og bevæger sig derefter via flere elektronacceptorer såsom ferredoxin (Fd), plastoquinon (PQ), cytokromkompleks og plastocyanin (PC). Endelig vender disse elektroner tilbage til P700 efter at have gennemgået en cyklisk bevægelse. Når elektroner bevæger sig ned ad bakke gennem elektronbærere, frigiver de potentiel energi. Denne energi bruges til at producere ATP fra ADP af ATP-syntase-enzym. Derfor er denne proces kendt som cyklisk fotofosforylering.
PS II er ikke involveret i cyklisk fotophosphorylering. Vand er derfor ikke involveret i denne proces; som følge heraf genererer cyklisk fotophosphorylering ikke molekylært oxygen som et biprodukt. Da elektronerne vender tilbage til PS I, genereres der ingen reducerende effekt (ingen NADPH) under den cykliske fotofosforylering.
Figur 01: Cyklisk fotofosforylering
Hvad er ikke-cyklisk fotofosforylering?
Ikkecyklisk fotofosforylering er processen med ATP-syntese ved hjælp af lysenergi ved ikke-cyklisk elektrontransportkæde i fotosyntesen. To typer fotosystemer er involveret i denne proces kaldet PS I og PS II. Ikke-cyklisk fotophosphorylering initieres af PS II. Det absorberer lysenergi og frigiver højenergielektroner. Vandmolekyler splittes nær PS II ved at frigive protoner (H+ ioner) og molekylært oxygen på grund af den absorberede energi. Højenergielektroner accepteres af en primær elektronacceptor og passerer gennem plastoquinon (PQ), cytokromkompleks og plastocyanin (PC). Derefter optages disse elektroner af PS I. De accepterede elektroner af PS I føres igen gennem elektronacceptorer og når NADP+ Disse elektroner kombineres med H+og NADP+ for at danne NADPH og afslutte elektrontransportkæden. Under elektrontransportkæden bruges den frigivne energi til at producere ATP fra ADP. Da elektronerne ikke returneres til PS II, er denne proces kendt som ikke-cyklisk fotofosforylering.
Sammenlignet med den cykliske fotofosforylering er ikke-cyklisk fotofosforylering almindelig og er almindeligt observeret i alle grønne planter, alger og cyanobakterier. Det er en viral proces for levende organismer, da dette er den eneste proces, der frigiver molekylært ilt til miljøet.
Figur 02: Ikke-cyklisk fotofosforylering
Hvad er forskellen mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering?
cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering |
|
| Cyclisk fotofosforylering refererer til den proces, der producerer ATP under den cykliske elektrontransportkæde af lysafhængig fotosyntese. | Ikkecyklisk fotofosforylering henviser til den proces, der producerer ATP fra ikke-cyklisk elektrontransportkæde i lysreaktioner af fotosyntese. |
| Photosystem | |
| Kun ét fotosystem (PS I) er involveret i cyklisk fotofosforylering. | Fotosystem I og II er involveret i ikke-cyklisk fotophosphorylering. |
| Electron Transport Chain's natur | |
| Elektroner rejser i en cyklisk elektrontransportkæde og vender tilbage til PS I | Elektroner rejser i ikke-cykliske kæder. |
| Products | |
| Kun ATP produceres i denne proces. | ATP, O2 og NADPH produceres i denne proces. |
| Vand | |
| Vand deles ikke under denne proces. | Vand sp alter eller fotolyserer. |
| Generation of Oxygen | |
| Oxygen genereres ikke under cyklisk fotofosforylering | Molekylær oxygen genereres ved ikke-cyklisk fotofosforylering. |
| Første elektrondonor | |
| Den første elektrondonor er PS I. | Vand er den første elektrondonor. |
| First Electron Acceptor | |
| Den endelige elektronacceptor er PS I. | Den endelige elektronacceptor er NADP+ |
| Organismer | |
| Cyclisk fotofosforylering vises af visse bakterier. | Ikkecyklisk fotofosforylering er almindelig i grønne planter, alger og cyanobakterier. |
Opsummering – cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering
ATP produceres af lysenergien, der absorberes under fotosyntesen. Denne proces er kendt som fotofosforylering. Fotofosforylering kan ske via to veje kendt som cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering. Under cyklisk fotofosforylering rejser højenergielektroner gennem elektronacceptorer i cykliske bevægelser og frigiver energi for at producere ATP. Under ikke-cyklisk fotofosforylering strømmer højenergielektroner gennem elektronacceptorer i Z-formede ikke-cykliske bevægelser. Frigivne elektroner vender ikke tilbage til de samme fotosystemer i ikke-cyklisk fotofosforylering. I begge processer produceres ATP imidlertid på samme måde ved hjælp af den potentielle energi, der frigives af elektrontransportkæden. Ikke-cyklisk fotophosphorylering producerer ATP, O2 og NADPH, mens cyklisk fotophosphorylering kun producerer ATP. Begge fotosystemer er involveret i ikke-cyklisk fotophosphorylering, mens kun et fotosystem (PS I) er involveret i cyklisk fotophosphorylering. Dette er forskellen mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering.
