Klíčový rozdíl - cyklická vs. necyklická fotofosforylace
Fotofosforylace nebo fotosyntetická fosforylace je proces, při kterém se ATP produkuje během reakcí fotosyntézy závislých na světle. Fosfátová skupina je přidána k ADP za vzniku ATP, s využitím protonové hnací síly generované během cyklických a necyklických elektronových transportních řetězců fotosyntézy. Energie je dodávána slunečním světlem k zahájení procesů a syntéza ATP probíhá na komplexech ATPázy umístěných v tylakoidních membránách chloroplastů. Syntéza ATP během cyklického toku elektronů anoxygenní fotosyntézy je známá jako cyklická fotofosforylace. Produkce ATP během toku necyklických elektronů kyslíkové fotosyntézy je známá jako necyklická fotofosforylace. Toto je klíčový rozdíl mezi cyklickou a necyklickou fotofosforylací.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je cyklická fotofosforylace
3. Co je necyklická fotofosforylace
4. Porovnání vedle sebe - cyklická vs. necyklická fotofosforylace
5. Shrnutí
Co je cyklická fotofosforylace?
Cyklická fosforylace je proces, který produkuje ATP z ADP během světelně závislého cyklického elektronového transportního řetězce fotosyntézy. Photosystem I je do tohoto procesu zapojen. Když chlorofyly PS I absorbují světelnou energii, elektrony s vysokou energií se uvolňují z reakčního centra P700. Tyto elektrony jsou přijímány primárním akceptorem elektronů a poté putují několika akceptory elektronů, jako je ferredoxin (Fd), plastochinon (PQ), komplex cytochromů a plastocyanin (PC). Nakonec se tyto elektrony po cyklickém pohybu vrátí na P700. Když elektrony cestují z kopce elektronovými nosiči, uvolňují potenciální energii. Tato energie se používá k výrobě ATP z ADP pomocí enzymu ATP syntázy. Proto je tento proces známý jako cyklická fotofosforylace.
PS II se nepodílí na cyklické fotofosforylaci. Voda proto není do tohoto procesu zapojena; ve výsledku cyklická fotofosforylace negeneruje molekulární kyslík jako vedlejší produkt. Vzhledem k tomu, že se elektrony vracejí do PS I, není během cyklické fotofosforylace generována žádná redukční síla (žádný NADPH).
Obrázek 01: Cyklická fotofosforylace
Co je necyklická fotofosforylace?
Necyklická fotofosforylace je proces syntézy ATP využívající světelnou energii necyklickým elektronovým transportním řetězcem fotosyntézy. Do tohoto procesu jsou zapojeny dva typy fotosystémů s názvem PS I a PS II. Necyklická fotofosforylace je iniciována PS II. Absorbuje světelnou energii a uvolňuje vysokoenergetické elektrony. Molekuly vody se štěpí poblíž PS II uvolňováním protonů (ionty H +) a molekulárního kyslíku díky absorbované energii. Vysokoenergetické elektrony jsou přijímány primárním akceptorem elektronů a procházejí plastochinonem (PQ), komplexem cytochromu a plastocyaninem (PC). Pak jsou tyto elektrony absorbovány PS I. Přijaté elektrony PS I jsou opět vedeny akceptory elektronů a dosáhnou NADP +. Tyto elektrony se kombinují s H + a NADP +za vzniku NADPH a ukončení řetězce transportu elektronů. Během řetězce transportu elektronů se uvolněná energie používá k výrobě ATP z ADP. Jelikož se elektrony nevracejí do PS II, je tento proces známý jako necyklická fotofosforylace.
Ve srovnání s cyklickou fotofosforylací je necyklická fotofosforylace běžná a je široce pozorována u všech zelených rostlin, řas a sinic. Je to virový proces pro živé organismy, protože je to jediný proces, který uvolňuje molekulární kyslík do životního prostředí.
Obrázek 02: Necyklická fotofosforylace
Jaký je rozdíl mezi cyklickou a necyklickou fotofosforylací?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Cyklická vs necyklická fotofosforylace |
|
| Cyklická fotofosforylace se týká procesu, který produkuje ATP během cyklického transportního řetězce elektronů fotosyntézy závislé na světle. | Necyklická fotofosforylace se týká procesu, který produkuje ATP z necyklického transportního řetězce elektronů ve světelných reakcích fotosyntézy. |
| Fotosystém | |
| Do cyklické fotofosforylace je zapojen pouze jeden fotosystém (PS I). | Fotosystém I a II se účastní necyklické fotofosforylace. |
| Povaha elektronového transportního řetězce | |
| Elektrony cestují v cyklickém transportním řetězci elektronů a vracejí se k PS I. | Elektrony cestují v necyklických řetězcích. |
| produkty | |
| V tomto procesu se vyrábí pouze ATP. | ATP, O 2 a NADPH jsou vyráběny v tomto procesu. |
| Voda | |
| Během tohoto procesu se voda neštěpí. | Voda se štěpí nebo fotolyzuje. |
| Generování kyslíku | |
| Během cyklické fotofosforylace není generován kyslík | Molekulární kyslík je generován v necyklické fotofosforylaci. |
| První dárce elektronů | |
| Prvním dárcem elektronů je PS I. | Voda je prvním dárcem elektronů. |
| První elektronový přijímač | |
| Konečným akceptorem elektronů je PS I. | Konečným akceptorem elektronů je NADP + |
| Organismy | |
| Cyklická fotofosforylace je prokázána určitými bakteriemi. | Necyklická fotofosforylace je běžná u zelených rostlin, řas a sinic. |
Shrnutí - Cyklická vs necyklická fotofosforylace
ATP je produkován světelnou energií absorbovanou během fotosyntézy. Tento proces je znám jako fotofosforylace. Fotofosforylace může probíhat dvěma cestami známými jako cyklická a necyklická fotofosforylace. Během cyklické fotofosforylace cestují vysokoenergetické elektrony cyklickými pohyby akceptory elektronů a uvolňují energii za vzniku ATP. Během necyklické fotofosforylace protékají vysokoenergetické elektrony akceptory elektronů v necyklických pohybech ve tvaru písmene Z. Uvolněné elektrony se nevracejí do stejných fotosystémů v necyklické fotofosforylaci. V obou procesech se však ATP produkuje stejným způsobem s využitím potenciální energie uvolněné elektronovým transportním řetězcem. Necyklický fotofosforylace produkuje ATP, O 2a NADPH, zatímco cyklická fotofosforylace produkuje pouze ATP. Oba fotosystémy se účastní necyklické fotofosforylace, zatímco pouze jeden fotosystém (PS I) se účastní cyklické fotofosforylace. To je rozdíl mezi cyklickou a necyklickou fotofosforylací.
