Cele două complexe principale de proteine cu membrană multi-subunitate diferă în lungimea lor de undă absorbantă, în cazul în care fotosistemul I sau PS 1 absoarbe lungimea de undă mai lungă a luminii care este de 700 nm în timp ce fotosistemul II sau PS 2 absoarbe lungimea de undă mai scurtă a luminii de 680 nm .
În al doilea rând, fiecare fotosistem este completat de electroni, după pierderea unui electron, dar sursele sunt diferite în cazul în care PS II îl primește electroni din apă, în timp ce PS I câștigă electroni de la PS II printr-un lanț de transport de electroni.
Sistemele foto sunt implicate în fotosinteză și se găsesc în membranele tilacoide din alge, cianobacterii și în principal în plante. Știm cu toții că plantele și alte organisme fotosintetice colectează energia solară, care este susținută de moleculele pigmentare care absorb lumina, prezente în frunze.
Energia solară absorbită sau energia luminoasă din frunze este transformată în energie chimică în prima etapă a fotosintezei. Acest proces suferă o serie de reacții chimice cunoscute sub numele de reacții dependente de lumină.
Pigmentii fotosintetici precum clorofila a, clorofila b și carotenoizii sunt prezenți în membranele tilacoide ale cloroplastului. Photosystem constituie complexele de recoltare a luminii, care cuprinde 300-400 de clorofile, proteine și alți pigmenți. Acești pigmenți se excită după absorbția fotonului, iar apoi unul dintre electroni este comutat la orbital cu energie mai mare.
Pigmentul excitat își transmite energia pigmentului vecin prin transferul de energie prin rezonanță, iar acesta este interacțiunile electromagnetice directe. Mai departe, la rândul său, pigmentul vecin transferă energia în pigment și procesul se repetă de mai multe ori. Împreună, aceste molecule de pigment își colectează energia și trec spre partea centrală a fotosistemului cunoscut sub numele de centru de reacție.
Deși cele două sisteme foto din reacțiile dependente de lumină și-au primit numele în serie, au fost descoperite, dar fotosistemul II (PS II) vine mai întâi pe calea în fluxul de electroni și apoi fotosistemul I (PSI). În acest conținut, vom explora diferența dintre cele două tipuri de fotosistem pf și o scurtă descriere a acestora.
Diagramă de comparație
| Baza pentru comparație | Photosystem I (PS I) | Photosystem II (PS II) |
|---|---|---|
| Sens | Photosystem I sau PS I utilizează energia lumină pentru a converti NADP + în NADPH2. El implică P700, clorofilă și alți pigmenți. | Photosystem II sau PS II este complexul proteic care absoarbe energia ușoară, care implică P680, clorofilă și pigmenți accesorii și transferă electroni din apă în plastochinonă și astfel lucrează în disocierea moleculelor de apă și produce protoni (H +) și O2. |
| Locație | Este localizat pe suprafața exterioară a membranei tilacoide. | Este localizat pe suprafața interioară a membranei tilacoide. |
| Fotocenter sau centru de reacție | P700 este centrul foto. | P680 este centrul foto. |
| Absorbând lungimea de undă | Pigmenții din fotosistemul 1 absorb lungimi de undă mai lungi, care este de 700 nm (P700). | Pigmenții din fotosistem2 absorb lungimi de undă mai scurte ale luminii, care este de 680 nm (P680). |
| Photophosphorylation | Acest sistem este implicat atât în fotofosforilarea ciclică, cât și în cea non-ciclică. | Acest sistem este implicat atât în fotofosforilarea ciclică. |
| Fotoliză | Nu se produce fotoliza. | Fotoliza apare în acest sistem. |
| pigmenţi | Photosystem I sau PS 1 conțin clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B și carotenoide. | Photosystem II sau PS 2 conțin clorofila A-660, clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofilă B, xantofile și fitobiline. |
| Raportul dintre pigmenții carotenoizi clorofilici | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Funcţie | Funcția principală a fotosistemului I este în sinteza NADPH, unde primește electronii de la PS II. | Funcția principală a fotosistemului II este în hidroliza apei și sinteza ATP. |
| Compoziția de bază | PSI este format din două subunități care sunt psaA și psaB. | PS II este format din două subunități formate din D1 și D2. |
Definiția Photosystem I
Photosystem I sau PSI este localizat în membrana tilacoidă și este un complex proteic multisubunitar găsit în plante verzi și alge. Primul pas inițial de captare a energiei solare și apoi conversia prin transport de electroni condus de lumină. PS I este sistemul în care clorofila și alți pigmenți sunt colectați și absorb lungimea de undă a luminii la 700nm. Este seria de reacție, iar centrul de reacție este format din clorofila a-700, cu cele două subunități și anume psaA și psaB.
Subunitățile PSI sunt mai mari decât subunitățile PS II. Acest sistem este, de asemenea, format din clorofila a-670, clorofila a-680, clorofila a-695, clorofila b și carotenoide. Fotonii absorbiți sunt transportați în centrul de reacție cu ajutorul pigmenților accesorii. Fotonii sunt eliberați în continuare de centrul de reacție sub formă de electroni de mare energie, care suferă o serie de purtători de electroni și, în final, folosiți de NADP + reductază. NADPH este produs prin enzima NADP + reductază din electroni cu energie mare. NADPH este utilizat în ciclul Calvin.
Prin urmare, obiectivul principal al complexului proteic integral al membranei care utilizează energia ușoară pentru a produce ATP și NADPH. Fotosistemul I este cunoscut și sub denumirea de plastocianină-ferredoxină oxidoreductază.
Definiția Photosystem II
Photosystem II sau PS II este complexul proteic încorporat cu membrană, format din peste 20 de subunități și în jur de 100 de cofactori. Lumina este absorbită de pigmenți cum ar fi carotenoizi, clorofilă și ficobilină din regiunea cunoscută sub numele de antene și în continuare această energie excitată este transferată în centrul de reacție. Componenta principală sunt antenele periferice care sunt angajate în lumina de absorbție împreună cu clorofila și alți pigmenți. Această reacție se face la complexul de miez, care este locul pentru reacțiile inițiale ale lanțului de transfer de electroni.
Așa cum am discutat anterior, PS II absoarbe lumina la 680 nm și intră în stare de mare energie. P680 donează un electron și transferă la fenofitină, care este acceptorul principal al electronilor. Imediat ce P680 pierde un electron și câștigă încărcare pozitivă, are nevoie de un electron pentru reumplere, care se împlinește prin divizarea moleculelor de apă.
Oxidarea apei are loc în centrul manganului sau în clusterul Mn4OxCa . Centrul de mangan oxidează două molecule simultan, extrăgând patru electroni și astfel producând o moleculă de O2 și eliberând patru ioni H +.
Există diferitele mecanisme contradictorii ale procesului de mai sus în PS II, deși protonii și electronii extrasi din apă sunt folosiți pentru a reduce NADP + și în producția de ATP. Fotosistemul II este cunoscut și sub denumirea de apă-plastochinonă oxidoreductază și se spune ca primul complex proteic din reacția la lumină.
Diferențele cheie între Photosystem I și Photosystem II
Punctele date vor prezenta variația dintre Photosystem I și Photosystem II:
- Photosystem I sau PS I și Photosystem II sau PS II sunt complexul mediat de proteine, iar scopul principal este producerea de energie (ATP și NADPH2), care este folosită în ciclul Calvin, PSI utilizează energia lumină pentru a converti NADP + în NADPH2. El implică P700, clorofilă și alți pigmenți, în timp ce PS II este complexul care absoarbe energia ușoară, implicând P680, clorofilă și pigmenți accesorii și transferă electronii din apă în plastochinonă și astfel lucrează în disocierea moleculelor de apă și produce protoni (H +) și O2.
- Photosystem I este localizat pe suprafața exterioară a membranei tilacoide și se leagă de centrul de reacție special cunoscut sub numele de P700, în timp ce PS II este situat pe suprafața interioară a membranei tilacoide, iar centrul de reacție este cunoscut sub numele de P680.
- Pigmenții din fotosistemul 1 absorb lungimi de undă mai lungi, care este de 700 nm (P700), pe de altă parte, pigmenții din fotosistem2 absorb lungimi de undă mai scurte ale luminii, care este de 680 nm (P680).
- Fotofosforilarea în PS I este implicată atât în fotofosforilarea ciclică, cât și în cea non-ciclică, iar PS II este implicată atât în fotofosforilarea ciclică.
- Nici o fotoliză nu are loc în PS I, deși se întâmplă fotosistemul II.
- Photosystem I sau PS I conțin clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B și carotenoide în raport de 20-30: 1, în timp ce în Photosystem II sau PS 2 conțin clorofilă A-660, clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B, xantofile și fitobiline în raport de 3-7: 1.
- Funcția principală a fotosistemului I în sinteza NADPH, unde primește electronii de la PS II, iar fotosistemul II este în hidroliza sintezei apei și ATP.
- Compoziția de bază în PSI este formată din două subunități care sunt psaA și psaB, iar PS II este formată din două subunități formate din D1 și D2.
Concluzie
Deci putem spune că, în plante, fotosinteza cuprinde două procese; reacțiile dependente de lumină și reacția de asimilare a carbonului, care este înșelător cunoscută și sub denumirea de reacții întunecate. În reacțiile de lumină, pigmenții fotosintetici și clorofila absorb lumina și se transformă în ATP și NADPH (energie).
