Dva glavna membranska proteinska kompleksa s više podjedinica razlikuju se po apsorpcijskoj valnoj duljini, pri čemu fotosustav I ili PS 1 apsorbira veću valnu duljinu svjetlosti koja je 700 nm, dok fotosustav II ili PS 2 apsorbira kraću valnu duljinu svjetlosti od 680 nm .
Drugo, svaki fotosustav nadopunjuju elektroni nakon gubitka elektrona, ali izvori su različiti tamo gdje PS II dobija elektrone iz vode dok PS I putem elektrona za transport elektrona dobiva elektrone iz PS II.
Fotosistemi su uključeni u fotosintezu i nalaze se u tilakoidnim membranama algi, cijanobakterijama i uglavnom u biljkama. Svi znamo da biljke i drugi fotosintetski organizmi prikupljaju solarnu energiju potpomognutu molekulima pigmenta koji apsorbiraju svjetlost i koji se nalaze u lišću.
Apsorbirana sunčeva energija ili svjetlosna energija u lišću pretvara se u kemijsku energiju u prvoj fazi fotosinteze. Ovaj postupak prolazi kroz niz kemijskih reakcija poznatih kao reakcije ovisne o svjetlosti.
Fotosintetski pigmenti poput klorofila a, klorofila b i karotenoida prisutni su u tilakoidnim membranama kloroplasta. Fotosustav čini komplekse sakupljanja svjetlosti, koji se sastoje od 300-400 klorofila, proteina i drugih pigmenata. Ti se pigmenti pobuđuju nakon apsorbiranja fotona, a zatim se jedan od elektrona prebacuje u orbitalu više energije.
Uzbuđeni pigment svoju energiju prenosi u susjedni pigment rezonantnim prijenosom energije, a to su izravne elektromagnetske interakcije. Nadalje, zauzvrat, susjedni pigment prenosi energiju u pigment i postupak se ponavlja više puta. Zajedno ove molekule pigmenta sakupljaju svoju energiju i prolaze prema središnjem dijelu fotosustava poznatom kao reakcijski centar.
Iako su dva fotosustava u reakcijama ovisnim o svjetlu dobila svoje ime u nizu, oni su otkriveni, ali fotosistem II (PS II) dolazi prvo na put u protoku elektrona, a zatim fotosustav I (PSI). U ovom ćemo sadržaju istražiti razliku između dvije vrste pf fotosistema i kratki njihov opis.
Usporedni grafikon
| Osnove za usporedbu | Fotosustav I (PS I) | Fotosustav II (PS II) |
|---|---|---|
| Značenje | Photoystem I ili PS I koristi svjetlosnu energiju za pretvaranje NADP + u NADPH2. Sadrži P700, klorofil i druge pigmente. | Photosystem II ili PS II je proteinski kompleks koji apsorbira svjetlosnu energiju, uključujući P680, klorofilne i pomoćne pigmente i prenose elektrone iz vode u plastokinon te tako djeluju u disocijaciji molekula vode i stvaraju protone (H +) i O2. |
| Mjesto | Nalazi se na vanjskoj površini tilakoidne membrane. | Nalazi se na unutarnjoj površini tilakoidne membrane. |
| Fotocentar ili reakcijski centar | P700 je centar za fotografije. | P680 je centar za fotografije. |
| Apsorbira valnu duljinu | Pigmenti u foto sustavu 1 apsorbiraju svjetlost veće valne duljine koja iznosi 700 nm (P700). | Pigmenti u foto sustavu2 apsorbiraju svjetlost kraćih valnih duljina koja je 680 nm (P680). |
| Photophosphorylation | Ovaj je sustav uključen u cikličku i necikličku fotofosforilaciju. | Ovaj je sustav uključen u obje cikličke fotofosforilacije. |
| Fotoliza | Ne dolazi do fotolize. | U ovom se sustavu događa fotoliza. |
| pigmenti | Fotosustav I ili PS 1 sadrži klorofil A-670, klorofil A-680, klorofil A-695, klorofil A-700, klorofil B i karotenoide. | Photosystem II ili PS 2 sadrži klorofil A-660, klorofil A-670, klorofil A-680, klorofil A-695, klorofil A-700, klorofil B, ksantofili i fikobilini. |
| Omjer klorofilnih karotenoidnih pigmenata | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Funkcija | Primarna funkcija fotosistema I je u sintezi NADPH, gdje prima elektrone iz PS II. | Primarna funkcija fotosistema II je u hidrolizi vode i sintezi ATP-a. |
| Temeljni sastav | PSI čine dvije podjedinice koje su psaA i psaB. | PS II čine dvije podjedinice sastavljene od D1 i D2. |
Definicija Photosystem I
Fotosustav I ili PSI smješten je u tilakoidnoj membrani i predstavlja višečlani proteinski kompleks koji se nalazi u zelenim biljkama i algama. Prvi početni korak hvatanja sunčeve energije, a zatim pretvaranje prijenosom elektrona svjetlom. PS I je sustav u kojem se klorofil i ostali pigmenti sakupljaju i apsorbiraju valnu duljinu svjetlosti na 700 nm. To je niz reakcija, a reakcijski centar sastoji se od klorofila a-700, s dvije podjedinice, naime psaA i psaB.
Podjedinice PSI veće su od podjedinica PS II. Ovaj se sustav sastoji od klorofila a-670, klorofila a-680, klorofila a-695, klorofila b i karotenoida. Apsorbirani fotoni se pomoću reakcijskih pigmenata prenose u reakcijski centar. Reakcijski centar fotone oslobađa kao visokoenergetski elektroni koji prolaze kroz niz nosača elektrona i konačno ih koristi NADP + reduktaza. NADPH se proizvodi enzimom NADP + reduktaze iz tako visokoenergetskih elektrona. NADPH se koristi u Calvin ciklusu.
Stoga je glavni cilj cjelovitog membranskog proteinskog kompleksa koji koristi svjetlosnu energiju za proizvodnju ATP-a i NADPH. Fotosustav I poznat je i kao plastocijanin-feredoksin oksidoreduktaza.
Definicija Photosystem II
Photosystem II ili PS II je protein-kompleks ugrađen u membranu, koji se sastoji od više od 20 podjedinica i oko 100 kofaktora. Svjetlost apsorbiraju pigmenti poput karotenoida, klorofila i fikobilina u regiji poznatom kao antene i dalje se ta uzbuđena energija prenosi u reakcijski centar. Glavna komponenta su periferne antene koje su uključene u apsorbirajuću svjetlost, zajedno s klorofilom i drugim pigmentima. Ta se reakcija vrši u jezgri kompleksa koji je mjesto za početne lančane reakcije prenosa elektrona.
Kao što je ranije rečeno, PS II apsorbira svjetlost pri 680 nm i ulazi u visokoenergetsko stanje. P680 donira elektron i prenosi se na feofitin, koji je primarni akceptor elektrona. Čim P680 izgubi elektron i dobije pozitivan naboj, potreban mu je elektron za nadopunu koja se ostvaruje cijepanjem molekula vode.
Oksidacija vode događa se u središtu mangana ili u klasteru Mn4OxCa . Centar mangana oksidira dvije molekule odjednom, ekstrahirajući četiri elektrona i tako stvara molekulu O2 i oslobađa četiri H + iona.
Različiti su oprečni mehanizmi gornjeg procesa u PS II, iako se protoni i elektroni izvađeni iz vode koriste za smanjenje NADP + i u proizvodnji ATP-a. Fotosustav II poznat je i kao vodena-plastokinon oksidoreduktaza, a kaže se kao prvi proteinski kompleks u svjetlosnoj reakciji.
Ključne razlike između Photosystem I i Photosystem II
Navedene bodove pokazuju varijaciju između fotosistema I i fotosistema II:
- Photosystem I ili PS I i Photosystem II ili PS II su protein posredovani kompleks, a glavni cilj je proizvesti energiju (ATP i NADPH2), koja se koristi u Calvin ciklusu, PSI koristi svjetlosnu energiju za pretvorbu NADP + u NADPH2. Uključuje P700, klorofil i druge pigmente, dok je PS II kompleks koji apsorbira svjetlosnu energiju, uključujući P680, klorofil i pomoćne pigmente i prenosi elektrone iz vode u plastokinon te tako djeluje u disocijaciji molekula vode i stvara protone (H +) i O2.
- Fotosustav I nalazi se na vanjskoj površini tilakoidne membrane i veže se za poseban reakcijski centar poznat kao P700, dok se PS II nalazi na unutarnjoj površini tilakoidne membrane, a reakcijski centar je poznat kao P680.
- Pigmenti u foto sustavu 1 apsorbiraju svjetlost veće valne duljine koja iznosi 700 nm (P700), s druge strane, pigmenti u foto sustavu2 apsorbiraju kraće valne duljine svjetlosti koja je 680 nm (P680).
- Fotofosforilacija u PS I uključena je u cikličku i necikličku fotofosforilaciju, a PS II uključena je u obje cikličke fotofosforilacije.
- Ne dolazi do fotolize u PS I, premda se događa fotosustav II.
- Fotosistem I ili PS I sadrži klorofil A-670, klorofil A-680, klorofil A-695, klorofil A-700, klorofil B i karotenoide u omjeru 20-30: 1, dok u sustavu Photosystem II ili PS 2 sadrži klorofil A-660, klorofil A-670, klorofil A-680, klorofil A-695, klorofil A-700, klorofil B, ksantofili i fikobilini u omjeru 3-7: 1.
- Primarna funkcija fotosistema I u sintezi NADPH, gdje prima elektrone iz PS II, a fotosistem II je u hidrolizi vode i sintezi ATP.
- Sastav jezgre u PSI čine dvije podjedinice koje su psaA i psaB, a PS II čine dvije podjedinice sastavljene od D1 i D2.
Zaključak
Dakle, možemo reći da fotosinteza u biljkama obuhvaća dva procesa; reakcije ovisne o svjetlu i reakcija asimilacije ugljika koja je pogrešno poznata i kao reakcije mraka. U svjetlosnim reakcijama fotosintetski pigmenti i klorofil apsorbiraju svjetlost i pretvaraju se u ATP i NADPH (energiju).
