Ključna razlika – ciklička vs neciklička fotofosforilacija
Fotofosforilacija ili fotosintetička fosforilacija je proces u kojem se ATP proizvodi tokom reakcija fotosinteze zavisnih od svjetlosti. Fosfatna grupa se dodaje ADP-u kako bi se formirao ATP, koristeći protonsku pokretačku silu stvorenu tokom cikličnog i necikličkog transportnog lanaca elektrona fotosinteze. Sunčeva svjetlost daje energiju za pokretanje procesa i sinteza ATP-a se odvija na kompleksima ATPaze koji se nalaze u tilakoidnim membranama hloroplasta. Sinteza ATP-a tokom cikličkog protoka elektrona anoksigene fotosinteze poznata je kao ciklična fotofosforilacija. Proizvodnja ATP-a tokom necikličkog protoka elektrona fotosinteze kiseonika poznata je kao neciklična fotofosforilacija. Ovo je ključna razlika između cikličke i necikličke fotofosforilacije.
Šta je ciklična fotofosforilacija?
Ciklična fosforilacija je proces koji proizvodi ATP iz ADP-a tokom fotosinteze ovisnog cikličnog lanca transporta elektrona. Photosystem I je uključen u ovaj proces. Kada klorofili PS I apsorbiraju svjetlosnu energiju, elektroni visoke energije se oslobađaju iz reakcionog centra P700. Ove elektrone prihvata primarni akceptor elektrona, a zatim putuju preko nekoliko akceptora elektrona kao što su feredoksin (Fd), plastokinon (PQ), citokromski kompleks i plastocijanin (PC). Konačno, ovi elektroni se vraćaju na P700 nakon što prođu kroz ciklično kretanje. Kada elektroni putuju nizbrdo kroz nosače elektrona, oni oslobađaju potencijalnu energiju. Ova energija se koristi za proizvodnju ATP-a iz ADP-a pomoću enzima ATP sintaze. Stoga je ovaj proces poznat kao ciklična fotofosforilacija.
PS II nije uključen u cikličnu fotofosforilaciju. Dakle, voda nije uključena u ovaj proces; kao rezultat, ciklička fotofosforilacija ne stvara molekularni kisik kao nusprodukt. Pošto se elektroni vraćaju u PS I, ne stvara se redukciona snaga (nema NADPH) tokom ciklične fotofosforilacije.
Slika 01: Ciklička fotofosforilacija
Šta je neciklička fotofosforilacija?
Neciklička fotofosforilacija je proces sinteze ATP-a koristeći svjetlosnu energiju necikličkim lancem transporta elektrona fotosinteze. Dva tipa fotosistema su uključena u ovaj proces pod nazivom PS I i PS II. Necikličku fotofosforilaciju pokreće PS II. Apsorbira svjetlosnu energiju i oslobađa elektrone visoke energije. Molekuli vode se cijepaju u blizini PS II oslobađanjem protona (H+ jona) i molekulskog kisika zbog apsorbirane energije. Elektrone visoke energije prihvata primarni akceptor elektrona i prolaze kroz plastokinon (PQ), kompleks citokroma i plastocijanin (PC). Zatim te elektrone preuzima PS I. Prihvaćeni elektroni od strane PS I prolaze ponovo kroz akceptore elektrona i dostižu NADP+ Ovi elektroni se kombinuju sa H+i NADP+ da formiraju NADPH i prekinu lanac transporta elektrona. Tokom lanca transporta elektrona, oslobođena energija se koristi za proizvodnju ATP-a iz ADP-a. Pošto se elektroni ne vraćaju u PS II, ovaj proces je poznat kao neciklična fotofosforilacija.
U poređenju sa cikličkom fotofosforilacijom, neciklička fotofosforilacija je uobičajena i široko se opaža kod svih zelenih biljaka, algi i cijanobakterija. To je virusni proces za žive organizme jer je to jedini proces koji oslobađa molekularni kiseonik u okolinu.
Slika 02: Neciklička fotofosforilacija
Koja je razlika između cikličke i necikličke fotofosforilacije?
Ciklična vs neciklička fotofosforilacija |
|
| Ciklična fotofosforilacija se odnosi na proces koji proizvodi ATP tokom cikličnog lanca transporta elektrona fotosinteze zavisne od svjetlosti. | Neciklička fotofosforilacija se odnosi na proces koji proizvodi ATP iz necikličkog lanca transporta elektrona u svjetlosnim reakcijama fotosinteze. |
| Photosystem | |
| Samo jedan fotosistem (PS I) je uključen u cikličku fotofosforilaciju. | Fotosistem I i II su uključeni u necikličku fotofosforilaciju. |
| Priroda lanca transporta elektrona | |
| Elektroni putuju u cikličnom lancu transporta elektrona i vraćaju se u PS I | Elektroni putuju u necikličkim lancima. |
| Proizvodi | |
| U ovom procesu se proizvodi samo ATP. | ATP, O2 i NADPH se proizvode u ovom procesu. |
| Voda | |
| Voda se ne dijeli tokom ovog procesa. | Voda se razdvaja ili fotolizuje. |
| Generacija kiseonika | |
| Kisik se ne stvara tokom cikličke fotofosforilacije | Molekularni kiseonik se stvara necikličkom fotofosforilacijom. |
| Prvi donor elektrona | |
| Prvi donor elektrona je PS I. | Voda je prvi donor elektrona. |
| Prvi akceptor elektrona | |
| Konačni akceptor elektrona je PS I. | Konačni akceptor elektrona je NADP+ |
| organizmi | |
| Cikličnu fotofosforilaciju pokazuju određene bakterije. | Neciklička fotofosforilacija je uobičajena u zelenim biljkama, algama i cijanobakterijama. |
Sažetak – ciklička vs neciklička fotofosforilacija
ATP se proizvodi svetlosnom energijom apsorbovanom tokom fotosinteze. Ovaj proces je poznat kao fotofosforilacija. Fotofosforilacija se može dogoditi putem dva puta poznata kao ciklična i neciklična fotofosforilacija. Tokom cikličke fotofosforilacije, elektroni visoke energije putuju kroz akceptore elektrona u cikličkim kretanjima i oslobađaju energiju za proizvodnju ATP-a. Tokom necikličke fotofosforilacije, elektroni visoke energije teku kroz akceptore elektrona u necikličnim pokretima u obliku slova Z. Oslobođeni elektroni se ne vraćaju u iste fotosisteme u necikličnoj fotofosforilaciji. Međutim, u oba procesa, ATP se proizvodi na isti način koristeći potencijalnu energiju koju oslobađa lanac transporta elektrona. Neciklična fotofosforilacija proizvodi ATP, O2 i NADPH, dok ciklična fotofosforilacija proizvodi samo ATP. Oba fotosistema su uključena u necikličnu fotofosforilaciju, dok je samo jedan fotosistem (PS I) uključen u cikličnu fotofosforilaciju. Ovo je razlika između cikličke i necikličke fotofosforilacije.
