Tsüklilise ja mittetsüklilise fotofosforüülimise erinevus
Share
Peamine erinevus - tsükliline vs mittetsükliline fotofosforüülimine
Fotofosforüülimine või fotosünteetiline fosforüülimine on protsess, milles ATP toodetakse fotosünteesi valgust sõltuvate reaktsioonide käigus. ATP moodustamiseks lisatakse ADP-le fosfaatrühm, kasutades fotosünteesi tsükliliste ja mittetsükliliste elektronide transpordiahelate ajal tekkivat prootoni liikumisjõudu. Päikesevalgus annab energiat protsesside käivitamiseks ja ATP-süntees toimub kloroplastide tülakoidmembraanides asuvates ATPaasi kompleksides. Anoksügeense fotosünteesi tsüklilise elektronvoolu ajal ATP sünteesi nimetatakse tsükliliseks fotofosforüülimiseks. ATP tootmist hapniku fotosünteesi mittetsüklilises elektronvoogudes nimetatakse mittetsükliliseks fotofosforüülimiseks. See on peamine erinevus tsüklilise ja mittetsüklilise fotofosforüülimise vahel.
SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on tsükliline fotofosforüülimine
3. Mis on mittetsükliline fotofosforüülimine
4. Kõrvuti võrdlus - tsükliline vs mittetsükliline fotofosforüülimine
5. Kokkuvõte
Mis on tsükliline fotofosforüülimine?
Tsükliline fosforüülimine on protsess, mille käigus ATP toodetakse ADP-st fotosünteesi valgussõltuva tsüklilise elektronide transpordiahela jooksul. I fotosüsteem I osaleb selles protsessis. Kui PS I klorofüllid neelavad valgusenergiat, vabanevad P700 reaktsioonikeskust kõrge energiaga elektronid. Neid elektrone aktsepteerib primaarne elektronaktseptor ja need liiguvad seejärel läbi mitme elektronide aktseptori, näiteks ferredoksiini (Fd), plastokinooni (PQ), tsütokroomkompleksi ja plastotsüaniini (PC). Lõpuks naasevad need elektronid pärast tsüklilist liikumist P700-le. Kui elektronid liiguvad elektronkandjate kaudu allamäge, vabastavad nad potentsiaalset energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesimiseks ensüümi abil ADP-st ADP-st. Seetõttu nimetatakse seda protsessi tsükliliseks fotofosforüülimiseks.
PS II ei osale tsüklilises fotofosforüülimises. Seetõttu pole vesi sellesse protsessi kaasatud; selle tulemusel ei tekita tsükliline fotofosforüülimine kõrvalsaadusena molekulaarset hapnikku. Kuna elektronid naasevad PS I juurde, ei teki tsüklilise fotofosforüülimise ajal redutseerivat jõudu (NADPH puudub).
Joonis 01: tsükliline fotofosforüülimine
Mis on mittetsükliline fotofosforüülimine?
Mittetsükliline fotofosforüülimine on ATP sünteesi protsess, kasutades valguse energiat fotosünteesi mittetsüklilise elektronide transpordiahela abil. Sellesse protsessi on kaasatud kahte tüüpi fotosüsteeme nimega PS I ja PS II. Mittetsüklilist fotofosforüülimist käivitab PS II. See neelab valgusenergiat ja vabastab suure energiaga elektrone. Veemolekulid jagunevad PS II lähedal, vabastades neeldunud energia tõttu prootoneid (H + ioone) ja molekulaarset hapnikku. Suure energiaga elektrone aktsepteerib primaarne elektronaktseptor ja need läbivad plastokinooni (PQ), tsütokroomkompleksi ja plastotsüaniini (PC). Seejärel võtab need elektronid üle PS I. PS I poolt aktsepteeritud elektronid juhitakse uuesti läbi elektronide vastuvõtjate ja jõuavad NADP-ni.+. Need elektronid ühinevad H-ga+ ja NADP+ et moodustada NADPH ja lõpetada elektronide transpordiahel. Elektronide transpordiahela jooksul kasutatakse vabanenud energiat ATP tootmiseks ADP-st. Kuna elektrone ei tagastata PS II-sse, nimetatakse seda protsessi mittetsükliliseks fotofosforüülimiseks.
Võrreldes tsüklilise fotofosforüülimisega on mittetsükliline fotofosforüleerimine tavaline ja seda on laialdaselt täheldatud kõigis rohelistes taimedes, vetikates ja sinivetikates. See on elusorganismide viirusprotsess, kuna see on ainus protsess, mis vabastab keskkonda molekulaarset hapnikku.
Joonis 02: mittetsükliline fotofosforüülimine
Mis vahe on tsüklilisel ja mittetsüklilisel fotofosforüülimisel?
Tsükliline vs mittetsükliline fotofosforüülimine | |
| Tsükliline fotofosforüleerimine viitab protsessile, mis tekitab ATP valgust sõltuva fotosünteesi tsüklilises elektronide transpordiahelas. | Mittetsükliline fotofosforüleerimine viitab protsessile, mille käigus ATP toodetakse mittetsüklilisest elektronide transpordiahelast fotosünteesi kergetes reaktsioonides. |
| Fotosüsteem | |
| Tsüklilises fotofosforüülimises osaleb ainult üks fotosüsteem (PS I). | I ja II fotosüsteem on seotud mittetsüklilise fotofosforüülimisega. |
| Elektronide transpordiahela olemus | |
| Elektronid liiguvad tsüklilises elektronide transpordiahelas ja naasevad PS I juurde | Elektronid liiguvad mittetsüklilistes ahelates. |
| Tooted | |
| Selles protsessis toodetakse ainult ATP-d. | ATP, O2, ja NADPH toodetakse selles protsessis. |
| Vesi | |
| Selle protsessi käigus ei jagune vesi. | Vesi lõheneb või fotolüüsib. |
| Hapniku tootmine | |
| Tsüklilise fotofosforüülimise ajal hapnikku ei teki | Molekulaarne hapnik tekib mittetsüklilises fotofosforüülimises. |
| Esimene elektronidoonor | |
| Esimene elektronidoonor on PS I. | Vesi on esimene elektronidoonor. |
| Esimene elektronide vastuvõtja | |
| Lõplik elektronaktseptor on PS I. | Lõplik elektronaktseptor on NADP+ |
| Organismid | |
| Tsüklilist fotofosforüülimist näitavad teatud bakterid. | Mittetsükliline fotofosforüleerimine on tavaline rohelistes taimedes, vetikates ja sinivetikates. |
Kokkuvõte - tsükliline vs mittetsükliline fotofosforüülimine
ATP toodetakse valgusünteesi käigus neeldunud valgusenergia abil. Seda protsessi nimetatakse fotofosforüülimiseks. Fotofosforüülimine võib toimuda kahel viisil, mida nimetatakse tsükliliseks ja mittetsükliliseks fotofosforüülimiseks. Tsüklilise fotofosforüülimise ajal liiguvad suure energiaga elektronid tsüklilises liikumises läbi elektronaktseptorite ja vabastavad energiat ATP saamiseks. Mittetsüklilise fotofosforüülimise ajal voolavad suure energiaga elektronid läbi elektronaktseptorite Z-kujuliste mittetsükliliste liikumistena. Vabanenud elektronid ei naase mittetsüklilises fotofosforüülimisel samadesse fotosüsteemidesse. Kuid mõlemas protsessis toodetakse ATP samal viisil, kasutades potentsiaalset energiat, mille vabastab elektronide transpordiahel. Mittetsükliline fotofosforüülimine annab ATP, O2, ja NADPH, samal ajal kui tsükliline fotofosforüleerimine tekitab ainult ATP. Mõlemad fotosüsteemid osalevad mittetsüklilises fotofosforüülimises, samal ajal kui tsüklilises fotofosforüülimises osaleb ainult üks fotosüsteem (PS I). See on erinevus tsüklilise ja mittetsüklilise fotofosforüülimise vahel.
Viide:
1. “Fotofosforüülimine”. Vikipeedia. Wikimedia Foundation, 9. aprill 2017. Veeb. 16. mai 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Fotofosforüülimine
2. Haneef, Deena T Kochunni Jazir. "Suured erinevused." Tsüklilise ja mittetsüklilise fotofosforüülimise erinevus. N.p., n.d. Võrk. 16. mai 2017.
Pilt viisakalt:
1. David Berard - "Tsükliline fotofosforüülimine" - Oma töö (CC0) Commonsi Wikimedia kaudu
2. "Thylakoid membraan 3", autor Somepics - Enda töö (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu
