Ključna razlika – ciklička naspram necikličke fotofosforilacije
Fotofosforilacija ili fotosintetska fosforilacija je proces u kojem se ATP proizvodi tijekom reakcija fotosinteze ovisnih o svjetlosti. Fosfatna skupina dodaje se ADP-u kako bi se formirao ATP, koristeći protonsku pokretačku silu koja se stvara tijekom cikličkih i necikličkih lanaca prijenosa elektrona fotosinteze. Sunčeva svjetlost daje energiju za pokretanje procesa, a sinteza ATP-a odvija se na kompleksima ATPaze smještenim u tilakoidnim membranama kloroplasta. Sinteza ATP-a tijekom cikličkog toka elektrona anoksigene fotosinteze poznata je kao ciklička fotofosforilacija. Proizvodnja ATP-a tijekom necikličkog toka elektrona fotosinteze kisika poznata je kao neciklička fotofosforilacija. Ovo je ključna razlika između cikličke i necikličke fotofosforilacije.
Što je ciklička fotofosforilacija?
Ciklička fosforilacija je proces koji proizvodi ATP iz ADP-a tijekom cikličkog transportnog lanca fotosinteze ovisnog o svjetlosti. Fotosustav I uključen je u ovaj proces. Kada klorofili PS I apsorbiraju svjetlosnu energiju, elektroni visoke energije oslobađaju se iz reakcijskog centra P700. Te elektrone prihvaća primarni akceptor elektrona, a zatim putuju preko nekoliko akceptora elektrona kao što su feredoksin (Fd), plastokinon (PQ), citokromski kompleks i plastocijanin (PC). Konačno, ti se elektroni vraćaju na P700 nakon što prođu kroz cikličko kretanje. Kada elektroni putuju nizbrdo kroz prijenosnike elektrona, oslobađaju potencijalnu energiju. Ova energija se koristi za proizvodnju ATP-a iz ADP-a pomoću enzima ATP sintaze. Stoga je ovaj proces poznat kao ciklička fotofosforilacija.
PS II nije uključen u cikličku fotofosforilaciju. Dakle, voda nije uključena u ovaj proces; kao rezultat, ciklička fotofosforilacija ne stvara molekularni kisik kao nusprodukt. Budući da se elektroni vraćaju u PS I, ne stvara se redukcijska snaga (nema NADPH) tijekom cikličke fotofosforilacije.
Slika 01: Ciklička fotofosforilacija
Što je neciklička fotofosforilacija?
Neciklička fotofosforilacija je proces sinteze ATP-a korištenjem svjetlosne energije necikličkim transportnim lancem elektrona fotosinteze. Dvije vrste fotosustava uključene su u ovaj proces pod nazivom PS I i PS II. Necikličku fotofosforilaciju inicira PS II. Apsorbira svjetlosnu energiju i oslobađa elektrone visoke energije. Molekule vode se cijepaju u blizini PS II oslobađanjem protona (H+ iona) i molekularnog kisika zbog apsorbirane energije. Elektrone visoke energije prihvaća 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 ponovno kroz akceptore elektrona i dospijevaju do NADP+ Ovi se elektroni kombiniraju s H+i NADP+ da se formira NADPH i prekine lanac prijenosa elektrona. Tijekom lanca transporta elektrona, oslobođena energija se koristi za proizvodnju ATP-a iz ADP-a. Budući da se elektroni ne vraćaju u PS II, ovaj proces je poznat kao neciklička fotofosforilacija.
U usporedbi s cikličkom fotofosforilacijom, neciklička fotofosforilacija je uobičajena i naširoko uočena u svim zelenim biljkama, algama i cijanobakterijama. To je virusni proces za žive organizme jer je to jedini proces koji oslobađa molekularni kisik u okoliš.
Slika 02: Neciklička fotofosforilacija
Koja je razlika između cikličke i necikličke fotofosforilacije?
Ciklička naspram necikličke fotofosforilacije |
|
| Ciklička fotofosforilacija odnosi se na proces koji proizvodi ATP tijekom cikličkog transportnog lanca elektrona fotosinteze ovisne o svjetlosti. | Neciklička fotofosforilacija odnosi se na proces koji proizvodi ATP iz necikličkog transportnog lanca elektrona u svjetlosnim reakcijama fotosinteze. |
| Photosystem | |
| Samo je jedan fotosustav (PS I) uključen u cikličku fotofosforilaciju. | Fotosustav I i II uključeni su u necikličku fotofosforilaciju. |
| Priroda lanca prijenosa elektrona | |
| Elektroni putuju u cikličkom transportnom lancu elektrona i vraćaju se u PS I | Elektroni putuju u necikličkim lancima. |
| Proizvodi | |
| Samo ATP se proizvodi u ovom procesu. | ATP, O2 i NADPH nastaju u ovom procesu. |
| Voda | |
| Voda se ne dijeli tijekom ovog procesa. | Voda razdvaja ili fotolizira. |
| Stvaranje kisika | |
| Kisik se ne stvara tijekom cikličke fotofosforilacije | Molekularni kisik nastaje u necikličkoj fotofosforilaciji. |
| 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 | |
| Cikličku fotofosforilaciju pokazuju određene bakterije. | Neciklička fotofosforilacija uobičajena je u zelenim biljkama, algama i cijanobakterijama. |
Sažetak – ciklička naspram necikličke fotofosforilacije
ATP se proizvodi svjetlosnom energijom apsorbiranom tijekom fotosinteze. Ovaj proces je poznat kao fotofosforilacija. Fotofosforilacija se može dogoditi kroz dva puta poznata kao ciklička i neciklička fotofosforilacija. Tijekom cikličke fotofosforilacije, elektroni visoke energije putuju kroz akceptore elektrona u cikličkim pokretima i oslobađaju energiju za proizvodnju ATP-a. Tijekom necikličke fotofosforilacije, elektroni visoke energije teku kroz akceptore elektrona u necikličkim pokretima u obliku slova Z. Oslobođeni elektroni ne vraćaju se u iste fotosustave u necikličkoj fotofosforilaciji. Međutim, u oba procesa, ATP se proizvodi na isti način koristeći potencijalnu energiju koju oslobađa lanac prijenosa elektrona. Neciklička fotofosforilacija proizvodi ATP, O2 i NADPH dok ciklička fotofosforilacija proizvodi samo ATP. Oba fotosustava sudjeluju u necikličkoj fotofosforilaciji, dok je samo jedan fotosustav (PS I) uključen u cikličku fotofosforilaciju. Ovo je razlika između cikličke i necikličke fotofosforilacije.
