Kľúčový rozdiel - cyklická vs necyklická fotofosforylácia
Fotofosforylácia alebo fotosyntetická fosforylácia je proces, pri ktorom sa ATP produkuje počas svetelne závislých reakcií fotosyntézy. Fosfátová skupina sa pridáva k ADP za vzniku ATP s využitím protónovej hnacej sily generovanej počas cyklických a necyklických elektrónových transportných reťazcov fotosyntézy. Energia je dodávaná slnečným žiarením na zahájenie procesov a syntéza ATP sa uskutočňuje v komplexoch ATPázy umiestnených v tylakoidných membránach chloroplastov. Syntéza ATP počas cyklického toku elektrónov anoxygénnej fotosyntézy je známa ako cyklická fotofosforylácia. Produkcia ATP počas toku necyklických elektrónov kyslíkovej fotosyntézy je známa ako necyklická fotofosforylácia. Toto je kľúčový rozdiel medzi cyklickou a necyklickou fotofosforyláciou.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je to cyklická fotofosforylácia
3. Čo je to necyklická fotofosforylácia
4. Porovnanie vedľa seba - cyklická vs. necyklická fotofosforylácia
5. Zhrnutie
Čo je to cyklická fotofosforylácia?
Cyklická fosforylácia je proces, ktorý produkuje ATP z ADP v priebehu fotosyntézy závislej od ľahkého cyklického elektrónového transportného reťazca. Do tohto procesu je zapojený program Photosystem I. Keď chlorofyly PS I absorbujú svetelnú energiu, z reakčného centra P700 sa uvoľňujú elektróny s vysokou energiou. Tieto elektróny sú prijímané primárnym akceptorom elektrónov a potom prechádzajú cez niekoľko akceptorov elektrónov, ako je ferredoxín (Fd), plastochinón (PQ), komplex cytochrómu a plastocyanín (PC). Nakoniec sa tieto elektróny po cyklickom pohybe vrátia na P700. Keď elektróny cestujú z kopca cez nosiče elektrónov, uvoľňujú potenciálnu energiu. Táto energia sa používa na výrobu ATP z ADP pomocou enzýmu ATP syntázy. Preto je tento proces známy ako cyklická fotofosforylácia.
PS II sa nepodieľa na cyklickej fotofosforylácii. Voda preto nie je zapojená do tohto procesu; vo výsledku cyklická fotofosforylácia negeneruje molekulárny kyslík ako vedľajší produkt. Pretože sa elektróny vracajú do PS I, počas cyklickej fotofosforylácie sa nevytvára žiadna redukčná sila (žiadny NADPH).
Obrázok 01: Cyklická fotofosforylácia
Čo je to necyklická fotofosforylácia?
Necyklická fotofosforylácia je proces syntézy ATP využívajúci svetelnú energiu prostredníctvom necyklického elektrónového transportného reťazca fotosyntézy. Do tohto procesu sú zapojené dva typy fotosystémov s názvom PS I a PS II. Necyklická fotofosforylácia je iniciovaná PS II. Absorbuje svetelnú energiu a uvoľňuje elektróny s vysokou energiou. Molekuly vody sa štiepia v blízkosti PS II uvoľňovaním protónov (iónov H +) a molekulárneho kyslíka v dôsledku absorbovanej energie. Vysokoenergetické elektróny sú prijímané primárnym akceptorom elektrónov a prechádzajú cez plastochinón (PQ), cytochrómový komplex a plastocyanín (PC). Potom sú tieto elektróny zachytené PS I. Prijaté elektróny pomocou PS I opäť prechádzajú cez akceptory elektrónov a dosahujú NADP +. Tieto elektróny sa kombinujú s H + a NADP +vytvoriť NADPH a ukončiť reťazec transportu elektrónov. Počas transportného reťazca elektrónov sa uvoľnená energia používa na výrobu ATP z ADP. Pretože sa elektróny nevracajú do PS II, je tento proces známy ako necyklická fotofosforylácia.
V porovnaní s cyklickou fotofosforyláciou je necyklická fotofosforylácia bežná a bežne sa pozoruje u všetkých zelených rastlín, rias a siníc. Je to vírusový proces pre živé organizmy, pretože je to jediný proces, ktorý uvoľňuje molekulárny kyslík do životného prostredia.
Obrázok 02: Necyklická fotofosforylácia
Aký je rozdiel medzi cyklickou a necyklickou fotofosforyláciou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Cyklická vs necyklická fotofosforylácia |
|
| Cyklická fotofosforylácia sa týka procesu, ktorý produkuje ATP počas cyklického transportného reťazca elektrónov fotosyntézy závislej od svetla. | Necyklická fotofosforylácia sa týka procesu, ktorý produkuje ATP z necyklického transportného reťazca elektrónov pri svetelných reakciách fotosyntézy. |
| Fotosystém | |
| Iba jeden fotosystém (PS I) je zapojený do cyklickej fotofosforylácie. | Fotosystém I a II sú zapojené do necyklickej fotofosforylácie. |
| Povaha reťazca transportu elektrónov | |
| Elektróny cestujú v cyklickom transportnom reťazci elektrónov a vracajú sa k PS I | Elektróny cestujú v necyklických reťazcoch. |
| Produkty | |
| Pri tomto procese sa vyrába iba ATP. | ATP, O 2 a NADPH sú vyrábané v tomto procese. |
| Voda | |
| Voda sa pri tomto procese neštiepi. | Voda sa štiepi alebo fotolýza. |
| Tvorba kyslíka | |
| Počas cyklickej fotofosforylácie sa negeneruje kyslík | Molekulárny kyslík sa generuje v necyklickej fotofosforylácii. |
| Prvý darca elektrónov | |
| Prvým darcom elektrónov je PS I. | Voda je prvým darcom elektrónov. |
| Prvý elektrónový prijímač | |
| Konečným akceptorom elektrónov je PS I. | Konečným akceptorom elektrónov je NADP + |
| Organizmy | |
| Cyklickú fotofosforyláciu vykazujú určité baktérie. | Necyklická fotofosforylácia je bežná u zelených rastlín, rias a siníc. |
Zhrnutie - Cyklická vs necyklická fotofosforylácia
ATP je produkovaný svetelnou energiou absorbovanou počas fotosyntézy. Tento proces je známy ako fotofosforylácia. Fotofosforylácia sa môže uskutočniť dvoma cestami známymi ako cyklická a necyklická fotofosforylácia. Počas cyklickej fotofosforylácie elektróny vysokej energie prechádzajú akceptormi elektrónov v cyklických pohyboch a uvoľňujú energiu na produkciu ATP. Počas necyklickej fotofosforylácie pretekajú elektróny s vysokou energiou akceptormi elektrónov v necyklických pohyboch v tvare Z. Uvoľnené elektróny sa v necyklickej fotofosforylácii nevracajú do rovnakých fotosystémov. Avšak v obidvoch procesoch sa ATP produkuje rovnakým spôsobom s využitím potenciálnej energie uvoľnenej reťazcom transportu elektrónov. Necyklický fotofosforylace produkuje ATP, O 2a NADPH, zatiaľ čo cyklická fotofosforylácia produkuje iba ATP. Oba fotosystémy sú zapojené do necyklickej fotofosforylácie, zatiaľ čo iba jeden fotosystém (PS I) je zapojený do cyklickej fotofosforylácie. To je rozdiel medzi cyklickou a necyklickou fotofosforyláciou.
