A két fő, több alegységből álló membránfehérje komplexek abszorpciós hullámhosszukban különböznek egymástól, ahol az I. vagy PS1 fényrendszer a hosszabb fényhullámhosszot, 700 nm-t, míg a II. Vagy PS2 fényrendszer a 680 nm-es fény rövidebb hullámhosszát abszorbeálja.
Másodszor, az egyes fotorendszereket az elektronok elvesztése után feltöltik az elektronok, de a források eltérőek, ha a PS II a vízből elektronokat kap, míg a PS I elektronokat nyer a PS II-ből egy elektronszállító láncon keresztül.
A fotoszisztémák részt vesznek a fotoszintézisben, és algák, cianobaktériumok és főleg növények tiroid membránjaiban találhatók meg. Mindannyian tudjuk, hogy a növények és más fotoszintetikus organizmusok napenergiát gyűjtenek, amelyet a levelekben lévő fényelnyelő pigmentmolekulák támogatnak.
A levelekben elnyelt napenergia vagy fényenergia kémiai energiává alakul át a fotoszintézis első szakaszában. Ez a folyamat egy kémiai reakció sorozatán megy keresztül, amelyet fényfüggő reakciónak hívnak.
A fotoszintézis pigmentek, például a klorofill a, klorofill b és karotinoidok vannak jelen a kloroplaszt tirolakoid membránjaiban. A fényrendszer képezi a fényszedési komplexeket, amelyek 300-400 klorofillből, fehérjéből és más pigmentekből állnak. Ezek a pigmentek a foton abszorpciója után izgatottak, majd az elektronok egyike nagyobb energiájú pályára vált.
A gerjesztett pigment energiáját a szomszédos pigmenthez továbbítja a rezonancia-energia átadás révén, és ez a közvetlen elektromágneses kölcsönhatás. Ezenkívül a szomszédos pigment továbbítja az energiát a pigmenthez, és a folyamatot többször megismételjük. Ezek a pigmentmolekulák együttesen összegyűjtik energiájukat és továbbadódnak a fényrendszernek a reakcióközpontnak nevezett központi része felé.
Bár a fényfüggő reakciókban lévő két fotorendszer megkapta a nevét a sorozatban, felfedezték őket, ám a II. Fényrendszer (PS II) először az elektronáramlás útjában, majd az I. fényrendszer (PSI) jelenik meg. Ebben a tartalomban megvizsgáljuk a pf fotórendszer két típusa közötti különbséget és röviden leírjuk azokat.
Összehasonlító táblázat
| Az összehasonlítás alapja | I. fotórendszer (PS I) | II. Fotórendszer (PS II) |
|---|---|---|
| Jelentés | A Photosystem I vagy a PS I fényenergiát használ a NADP + konvertálására NADPH2. Ez magában foglalja a P700, a klorofill és más pigmenteket. | A Photosystem II vagy a PS II olyan fehérjekomplex, amely abszorbeálja a fény energiáját, bevonva a P680-at, a klorofill- és a kiegészítő pigmenteket, és elektronokat vihet át a vízből a plasztokinonba, és így működik a vízmolekulák disszociációjában, és protonokat (H +) és O2 termel. |
| Elhelyezkedés | A tiroidos membrán külső felületén található. | A tiroid membrán belső felületén található. |
| Photocenter vagy reakcióközpont | A P700 a fényképközpont. | A P680 a fényképközpont. |
| Abszorpciós hullámhossz | Az 1. fotórendszerben lévő pigmentek hosszabb fényhullámhosszokat vesznek fel, amelyek 700 nm (P700). | A2 fotorendszerben található pigmentek rövidebb fényhullámhosszokat vesznek fel, amelyek 680 nm (P680). |
| Photophosphorylation | Ez a rendszer részt vesz mind a ciklikus, mind a nem ciklikus fotofoszforilezésben. | Ez a rendszer részt vesz mind a ciklikus fotofoszforilezésben. |
| Fotolízis | Nincs fotolízis. | Ebben a rendszerben fotolízis történik. |
| pigmentek | Az I vagy PS1 fotoszisztéma klorofill A-670-et, klorofill A-680-ot, klorofill A-695-et, klorofill A-700-ot, klorofill B-t és karotinoidokat tartalmaz. | A Photosystem II vagy a PS2 tartalmaz klorofill A-660, klorofill A-670, klorofill A-680, klorofill A-695, klorofill A-700, klorofill B, xanthophyll és phycobilins. |
| A klorofil-karotinoid pigmentek aránya | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Funkció | Az I fotoszisztéma elsődleges funkciója a NADPH szintézis, ahol az elektronokat a PS II-től veszi fel. | A II. Fényrendszer elsődleges funkciója a víz hidrolízise és az ATP szintézis. |
| Alapvető összetétel | A PSI két alegységből áll, amelyek psaA és psaB. | A PS II két alegységből áll: D1 és D2. |
A Photosystem I meghatározása
A Photosystem I vagy a PSI a tiroid membránban található, és egy többszörös egységű fehérjekomplex, amelyet zöld növényekben és algákban találunk. A napenergia csapdájának első kezdeti lépése, majd az átalakítás fényvezérelt elektronszállítás útján. A PS I az a rendszer, amelyben a klorofill és más pigmentek összegyűlnek, és elnyelik a fény hullámhosszát 700 nm-en. Ez a reakció sorozatát képezi, és a reakció centrumát a-700 klorofill alkotja, amelynek két alegysége a psaA és a psaB.
A PSI alegysége nagyobb, mint a PS II alegység. Ez a rendszer a-670 klorofillből, a-680 klorofillből, a-695 klorofillből, b klorofillből és karotinoidokból áll. Az abszorbeált fotonokat a kiegészítő pigmentek segítségével a reakcióközpontba juttatjuk. A fotonokat a reakcióközpont nagy energiájú elektronként tovább engedi fel, amely egy sor elektronhordozón megy keresztül, és végül a NADP + reduktáz felhasználja. A NADPH-t NADP + reduktáz enzim segítségével állítják elő ilyen nagy energiájú elektronokból. A NADPH-t a Calvin-ciklusban használják.
Ezért az integrált membránfehérje-komplex fő célja, amely fényt használ fel az ATP és NADPH előállításához. Az I. fotoszisztéma plasztocianin-ferredoxin-oxidoreduktáz néven is ismert.
A Photosystem II meghatározása
A Photosystem II vagy PS II a membránba ágyazott fehérje-komplex, több mint 20 alegységből és körülbelül 100 kofaktorból áll. A fényt az pigmentek, például a karotinoidok, a klorofill és a fitokobilin elnyelik az antennák néven ismert régióban, és ez a gerjesztett energia tovább kerül a reakcióközpontba. A fő alkotóelem perifériás antennák, amelyek a klorofilltel és más pigmentekkel együtt elnyelik az abszorpciós fényt. Ezt a reakciót a magkomplexben hajtjuk végre, amely a kezdeti elektronátviteli láncreakciók helyszíne.
Amint azt korábban tárgyaltuk, a PS II elnyeli a fényt 680 nm-en, és nagy energiájú állapotba lép. A P680 egy elektronot adományoz és továbbad a feoftinhez, amely az elsődleges elektron-akceptor. Amint a P680 elveszít egy elektronot, és pozitív töltést nyer, elektronra van szüksége a feltöltéshez, amelyet a vízmolekulák megosztásával lehet teljesíteni.
A víz oxidációja a mangán központban vagy az Mn4OxCa klaszterben történik. A mangánközpont két molekulát egyszerre oxidál, négy elektronot extrahálva, így O2 molekulát termelve és négy H + -iont szabadítva fel.
A PS II-ben a fenti eljárás különböző ellentmondásos mechanizmusai vannak, bár a vízből extrahált protonokat és elektronokat használják a NADP + csökkentésére és az ATP előállításához. A II. Fotoszisztéma víz-plasztokinon-oxidoreduktáz néven is ismert, és azt mondják, mint az első proteinkomplexet a könnyű reakcióban.
Főbb különbségek az I. és a II. Rendszer között
A megadott pontok mutatják az eltérést az I. és II. Fényrendszer között:
- A Photosystem I vagy a PS I és a Photosystem II vagy a PS II a fehérje-közvetített komplex, és a fő cél az energia előállítása (ATP és NADPH2), amelyet Calvin-ciklusban használnak. A PSI könnyű energiát használ a NADP + NADPH2-vé alakításához. Magában foglalja a P700-at, a klorofillt és más pigmenteket, míg a PS II a komplex, amely abszorbeálja a fény energiáját, bevonva a P680-at, a klorofill- és a kiegészítő pigmenteket, és elektronokat vihet át a vízből plasztokinonba, és ezáltal a vízmolekulák disszociációjában működik, és protonokat (H +) és O2.
- Az I. fotoszisztéma a tiroid membrán külső felületén helyezkedik el, és a P700 néven ismert speciális reakcióközponthoz kötődik, míg a PS II a tiroid membrán belső felületén helyezkedik el, és a reakció központ P680 néven ismert.
- Az 1. fotórendszerben lévő pigmentek hosszabb fényhullámhosszokat vesznek fel, amelyek 700 nm-nél vannak (P700), másrészt a 2. fotórendszerben lévő pigmentek rövidebb fényhullámhosszokat vesznek fel, amelyek 680 nm (P680).
- A PS I fotofoszforilezése mind a ciklikus, mind a nem ciklikus fotofoszforilációban szerepet játszik, és a PS II mindkét ciklikus fotofoszforilációban részt vesz.
- A PS I-ben nem fordul elő fotolízis, bár ez történik a II.
- A Photosystem I vagy PS I klorofilt A-670, klorofill A-680, klorofill A-695, klorofill A-700, klorofill B és karotinoidokat tartalmaz 20-30: 1 arányban, míg a Photosystem II vagy PS 2 klorofilt tartalmaz. A-660, klorofill A-670, klorofill A-680, klorofill A-695, klorofill A-700, klorofill B, xantofilok és fikobilinek 3-7: 1 arányban.
- Az I. fotoszisztéma elsődleges funkciója a NADPH szintézisben, ahol az elektronokat a PS II-ből veszi át, a II. Fotoszisztéma pedig a víz hidrolízisében és az ATP szintézisben található.
- A PSI központi összetétele két alegységből áll, amelyek psaA és psaB, és a PS II két alegységből áll, amelyek D1 és D2.
Következtetés
Tehát mondhatjuk, hogy a növényekben a fotoszintézis két folyamatot foglal magában; a fényfüggő reakciókat és a szén-asszimilációs reakciót, amely félrevezető módon sötét reakciókként is ismert. A fényreakciók során a fotoszintetikus pigmentek és a klorofill elnyelik a fényt, és átalakulnak ATP és NADPH (energiává).
