ძირითადი განსხვავება – ციკლური და არაციკლური ფოტოფოსფორილირება
ფოტოფოსფორილაცია ან ფოტოსინთეზური ფოსფორილირება არის პროცესი, რომლის დროსაც ATP წარმოიქმნება ფოტოსინთეზის სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციების დროს. ფოსფატის ჯგუფი ემატება ADP-ს, რათა შეიქმნას ATP, რომელიც იყენებს პროტონის მამოძრავებელ ძალას, რომელიც წარმოიქმნება ფოტოსინთეზის ციკლური და არაციკლური ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვების დროს. ენერგიას მზის შუქი აწვდის პროცესების დასაწყებად და ატფ-ის სინთეზი ხდება ატფ-აზას კომპლექსებზე, რომლებიც მდებარეობს ქლოროპლასტების თილაკოიდურ გარსებში. ATP სინთეზი ანოქსიგენური ფოტოსინთეზის ციკლური ელექტრონების ნაკადის დროს ცნობილია როგორც ციკლური ფოტოფოსფორილირება.ატფ-ის წარმოება ჟანგბადის ფოტოსინთეზის არაციკლური ელექტრონების ნაკადის დროს ცნობილია როგორც არაციკლური ფოტოფოსფორილირება. ეს არის მთავარი განსხვავება ციკლურ და არაციკლურ ფოტოფოსფორილირებას შორის.
რა არის ციკლური ფოტოფოსფორილირება?
ციკლური ფოსფორილირება არის პროცესი, რომელიც აწარმოებს ATP-ს ADP-დან ფოტოსინთეზის სინათლის დამოკიდებული ციკლური ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის დროს. ფოტოსისტემა I ჩართულია ამ პროცესში. როდესაც PS I-ის ქლოროფილები შთანთქავს სინათლის ენერგიას, მაღალი ენერგიის ელექტრონები გამოიყოფა P700 რეაქციის ცენტრიდან. ეს ელექტრონები მიიღება პირველადი ელექტრონის მიმღების მიერ და შემდეგ გადაადგილდებიან რამდენიმე ელექტრონის მიმღების საშუალებით, როგორიცაა ფერედოქსინი (Fd), პლასტოკინონი (PQ), ციტოქრომის კომპლექსი და პლასტოციანინი (PC). საბოლოოდ, ეს ელექტრონები უბრუნდებიან P700-ს ციკლური მოძრაობის გავლის შემდეგ. როდესაც ელექტრონები მოძრაობენ დაღმართზე ელექტრონის მატარებლების მეშვეობით, ისინი ათავისუფლებენ პოტენციურ ენერგიას. ეს ენერგია გამოიყენება ATP–ს წარმოებისთვის ADP–დან ATP–სინთაზას ფერმენტით.აქედან გამომდინარე, ეს პროცესი ცნობილია როგორც ციკლური ფოტოფოსფორილირება.
PS II არ მონაწილეობს ციკლურ ფოტოფოსფორილირებაში. აქედან გამომდინარე, წყალი არ არის ჩართული ამ პროცესში; შედეგად, ციკლური ფოტოფოსფორილირება არ წარმოქმნის მოლეკულურ ჟანგბადს, როგორც ქვეპროდუქტს. ვინაიდან ელექტრონები ბრუნდებიან PS I-ში, არ წარმოიქმნება შემცირების ძალა (არ NADPH) ციკლური ფოტოფოსფორილირების დროს.
სურათი 01: ციკლური ფოტოფოსფორილირება
რა არის არაციკლური ფოტოფოსფორილირება?
არაციკლური ფოტოფოსფორილირება არის ATP სინთეზის პროცესი სინათლის ენერგიის გამოყენებით ფოტოსინთეზის არაციკლური ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვის საშუალებით. ამ პროცესში ჩართულია ორი ტიპის ფოტოსისტემა, სახელად PS I და PS II. არაციკლური ფოტოფოსფორილირება ინიცირებულია PS II-ით.ის შთანთქავს სინათლის ენერგიას და გამოყოფს მაღალი ენერგიის ელექტრონებს. წყლის მოლეკულები PS II-ის მახლობლად იყოფა პროტონების (H+ იონები) და მოლეკულური ჟანგბადის გამოთავისუფლებით, შთანთქმის ენერგიის გამო. მაღალი ენერგიის ელექტრონები მიიღება პირველადი ელექტრონების მიმღების მიერ და გადიან პლასტოკინონში (PQ), ციტოქრომის კომპლექსში და პლასტოციანინში (PC). შემდეგ ეს ელექტრონები აითვისება PS I-ს მიერ. PS I-ს მიერ მიღებული ელექტრონები კვლავ გადაეცემა ელექტრონების მიმღებებს და აღწევს NADP+ ეს ელექტრონები გაერთიანდება H+და NADP+ NADPH-ის შესაქმნელად და ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის დასასრულებლად. ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება ADP-დან ატფ-ის წარმოებისთვის. ვინაიდან ელექტრონები არ ბრუნდებიან PS II-ში, ეს პროცესი ცნობილია როგორც არაციკლური ფოტოფოსფორილირება.
ციკლურ ფოტოფოსფორილირებასთან შედარებით, არაციკლური ფოტოფოსფორილირება გავრცელებულია და ფართოდ შეინიშნება ყველა მწვანე მცენარეში, წყალმცენარეებსა და ციანობაქტერიებში. ეს არის ვირუსული პროცესი ცოცხალი ორგანიზმებისთვის, რადგან ეს არის ერთადერთი პროცესი, რომელიც ათავისუფლებს მოლეკულურ ჟანგბადს გარემოში.
სურათი 02: არაციკლური ფოტოფოსფორილირება
რა განსხვავებაა ციკლურ და არაციკლურ ფოტოფოსფორილირებას შორის?
ციკლური vs არაციკლური ფოტოფოსფორილირება |
|
| ციკლური ფოტოფოსფორილირება ეხება პროცესს, რომელიც წარმოქმნის ATP-ს შუქზე დამოკიდებული ფოტოსინთეზის ციკლური ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის დროს. | არაციკლური ფოტოფოსფორილირება ეხება პროცესს, რომელიც წარმოქმნის ATP-ს არაციკლური ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვიდან ფოტოსინთეზის მსუბუქი რეაქციების დროს. |
| ფოტოსისტემა | |
| მხოლოდ ერთი ფოტოსისტემა (PS I) ჩართულია ციკლურ ფოტოფოსფორილირებაში. | ფოტოსისტემა I და II ჩართულია არაციკლურ ფოტოფოსფორილირებაში. |
| ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის ბუნება | |
| ელექტრონები მოძრაობენ ციკლური ელექტრონული სატრანსპორტო ჯაჭვით და ბრუნდებიან PS I | ელექტრონები მოგზაურობენ არაციკლურ ჯაჭვებში. |
| პროდუქტები | |
| ამ პროცესში წარმოიქმნება მხოლოდ ATP. | ATP, O2 და NADPH. |
| წყალი | |
| წყალი არ იშლება ამ პროცესის დროს. | წყალი იშლება ან ფოტოლიზდება. |
| ჟანგბადის თაობა | |
| ჟანგბადი არ წარმოიქმნება ციკლური ფოტოფოსფორილირების დროს | მოლეკულური ჟანგბადი წარმოიქმნება არაციკლური ფოტოფოსფორილირებისას. |
| პირველი ელექტრონის დონორი | |
| პირველი ელექტრონის დონორი არის PS I. | წყალი არის პირველი ელექტრონის დონორი. |
| პირველი ელექტრონის მიმღები | |
| საბოლოო ელექტრონის მიმღები არის PS I. | საბოლოო ელექტრონის მიმღები არის NADP+ |
| ორგანიზმები | |
| ციკლური ფოტოფოსფორილირება ნაჩვენებია გარკვეული ბაქტერიების მიერ. | არაციკლური ფოტოფოსფორილირება გავრცელებულია მწვანე მცენარეებში, წყალმცენარეებსა და ციანობაქტერიებში. |
რეზიუმე – ციკლური vs არაციკლური ფოტოფოსფორილირება
ATP წარმოიქმნება სინათლის ენერგიის მიერ, რომელიც შეიწოვება ფოტოსინთეზის დროს. ეს პროცესი ცნობილია როგორც ფოტოფოსფორილირება. ფოტოფოსფორილირება შეიძლება მოხდეს ორი გზით, რომლებიც ცნობილია როგორც ციკლური და არაციკლური ფოტოფოსფორილირება. ციკლური ფოტოფოსფორილირების დროს მაღალი ენერგიის ელექტრონები მოძრაობენ ელექტრონების მიმღებებში ციკლური მოძრაობებით და ათავისუფლებენ ენერგიას ატფ-ის წარმოებისთვის. არაციკლური ფოტოფოსფორილირების დროს მაღალი ენერგიის ელექტრონები მიედინება ელექტრონის მიმღებებში Z- ფორმის არაციკლური მოძრაობებით. გამოთავისუფლებული ელექტრონები არ ბრუნდებიან იმავე ფოტოსისტემებში არაციკლური ფოტოფოსფორილირებისას. თუმცა, ორივე პროცესში, ATP იწარმოება იმავე გზით, ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის მიერ გამოთავისუფლებული პოტენციური ენერგიის გამოყენებით. არაციკლური ფოტოფოსფორილირება წარმოქმნის ATP-ს, O2 და NADPH-ს, ხოლო ციკლური ფოტოფოსფორილირება წარმოქმნის მხოლოდ ATP-ს. ორივე ფოტოსისტემა მონაწილეობს არაციკლურ ფოტოფოსფორილირებაში, ხოლო მხოლოდ ერთი ფოტოსისტემა (PS I) მონაწილეობს ციკლურ ფოტოფოსფორილირებაში. ეს არის განსხვავება ციკლურ და არაციკლურ ფოტოფოსფორილირებას შორის.
