Anahtar Fark – Döngüsel ve Döngüsel Olmayan Fotofosforilasyon
Fotofosforilasyon veya fotosentetik fosforilasyon, fotosentezin ışığa bağlı reaksiyonları sırasında ATP'nin üretildiği bir süreçtir. Fotosentezin döngüsel ve döngüsel olmayan elektron taşıma zincirleri sırasında üretilen proton hareket kuvvetini kullanarak ATP'yi oluşturmak için ADP'ye bir fosfat grubu eklenir. İşlemleri başlatmak için enerji güneş ışığı tarafından sağlanır ve kloroplastların tilakoid zarlarında bulunan ATPaz komplekslerinde ATP sentezi gerçekleşir. Oksijenik fotosentezin döngüsel elektron akışı sırasında ATP sentezi, döngüsel fotofosforilasyon olarak bilinir. Oksijenik fotosentezin döngüsel olmayan elektron akışı sırasında ATP üretimi, döngüsel olmayan fotofosforilasyon olarak bilinir. Bu, döngüsel ve döngüsel olmayan fotofosforilasyon arasındaki temel farktır.
Döngüsel Fotofosforilasyon Nedir?
Döngüsel fosforilasyon, fotosentezin ışığa bağımlı döngüsel elektron taşıma zinciri sırasında ADP'den ATP üreten bir süreçtir. Fotosistem I bu süreçte yer alır. PS I'in klorofilleri ışık enerjisini emdiğinde, P700 reaksiyon merkezinden yüksek enerjili elektronlar salınır. Bu elektronlar bir birincil elektron alıcısı tarafından kabul edilir ve daha sonra ferredoksin (Fd), plastokinon (PQ), sitokrom kompleksi ve plastosiyanin (PC) gibi birkaç elektron alıcısı aracılığıyla hareket eder. Son olarak, bu elektronlar döngüsel bir hareketten geçtikten sonra P700'e geri döner. Elektronlar, elektron taşıyıcıları boyunca yokuş aşağı hareket ettiklerinde potansiyel enerjiyi serbest bırakırlar. Bu enerji, ATP sentaz enzimi tarafından ADP'den ATP üretmek için kullanılır. Bu nedenle, bu süreç döngüsel fotofosforilasyon olarak bilinir.
PS II, döngüsel fotofosforilasyonda yer almaz. Dolayısıyla bu sürece su dahil değildir; sonuç olarak, döngüsel fotofosforilasyon, bir yan ürün olarak moleküler oksijen üretmez. Elektronlar PS I'e döndüğünden, döngüsel fotofosforilasyon sırasında hiçbir indirgeme gücü üretilmez (NADPH yok).
Şekil 01: Döngüsel fotofosforilasyon
Döngüsel Olmayan Fotofosforilasyon Nedir?
Döngüsel olmayan fotofosforilasyon, fotosentezin döngüsel olmayan elektron taşıma zinciri ile ışık enerjisini kullanan ATP sentezi sürecidir. Bu süreçte PS I ve PS II olarak adlandırılan iki tür fotosistem yer alır. Döngüsel olmayan fotofosforilasyon, PS II tarafından başlatılır. Işık enerjisini emer ve yüksek enerjili elektronları serbest bırakır. Su molekülleri, soğurulan enerji nedeniyle protonları (H+ iyonları) ve moleküler oksijeni serbest bırakarak PS II'nin yakınında ayrılır. Yüksek enerjili elektronlar bir birincil elektron alıcısı tarafından kabul edilir ve plastokinon (PQ), sitokrom kompleksi ve plastosiyanin (PC) içinden geçer. Daha sonra bu elektronlar PS I tarafından alınır. PS I tarafından kabul edilen elektronlar tekrar elektron alıcılarından geçirilir ve NADP+'a ulaşır. Bu elektronlar H+ ile birleşir.ve NADP+ NADPH oluşturmak ve elektron taşıma zincirini sonlandırmak için. Elektron taşıma zinciri sırasında açığa çıkan enerji, ADP'den ATP üretmek için kullanılır. Elektronlar PS II'ye geri dönmediğinden, bu süreç döngüsel olmayan fotofosforilasyon olarak bilinir.
Döngüsel fotofosforilasyonla karşılaştırıldığında, döngüsel olmayan fotofosforilasyon yaygındır ve tüm yeşil bitkilerde, alglerde ve siyanobakterilerde yaygın olarak gözlenir. Moleküler oksijeni çevreye serbest bırakan tek süreç bu olduğundan, canlı organizmalar için viral bir süreçtir.
Şekil 02: Döngüsel olmayan fotofosforilasyon
Döngüsel ve Döngüsel Olmayan Fotofosforilasyon arasındaki fark nedir?
Döngüsel ve Döngüsel Olmayan Fotofosforilasyon |
|
| Döngüsel fotofosforilasyon, ışığa bağlı fotosentezin döngüsel elektron taşıma zinciri sırasında ATP üreten süreci ifade eder. | Döngüsel olmayan fotofosforilasyon, fotosentezin hafif reaksiyonlarında döngüsel olmayan elektron taşıma zincirinden ATP üreten süreci ifade eder. |
| Fotosistem | |
| Yalnızca bir fotosistem (PS I) döngüsel fotofosforilasyonda yer alır. | Fotosistem I ve II, döngüsel olmayan fotofosforilasyonda yer alır. |
| Elektron Taşıma Zincirinin Doğası | |
| Elektronlar döngüsel bir elektron taşıma zincirinde hareket eder ve PS I'a geri döner | Elektronlar döngüsel olmayan zincirlerde hareket eder. |
| Ürünler | |
| Bu süreçte sadece ATP üretilir. | ATP, O2 ve NADPH bu süreçte üretilir. |
| Su | |
| Bu işlem sırasında su bölünmez. | Su parçalanır veya fotoliz olur. |
| Oksijen Üretimi | |
| Siklik fotofosforilasyon sırasında oksijen üretilmez | Moleküler oksijen, döngüsel olmayan fotofosforilasyonda üretilir. |
| İlk Elektron Donörü | |
| İlk elektron donörü PS I'dir. | Su ilk elektron donörüdür. |
| İlk Elektron Alıcısı | |
| Son elektron alıcısı PS I'dir. | Son elektron alıcısı NADP+ |
| Organizmalar | |
| Döngüsel fotofosforilasyon belirli bakteriler tarafından gösterilir. | Döngüsel olmayan fotofosforilasyon yeşil bitkilerde, alglerde ve siyanobakterilerde yaygındır. |
Özet – Döngüsel ve Döngüsel Olmayan Fotofosforilasyon
ATP, fotosentez sırasında emilen ışık enerjisi tarafından üretilir. Bu süreç fotofosforilasyon olarak bilinir. Fotofosforilasyon, döngüsel ve döngüsel olmayan fotofosforilasyon olarak bilinen iki yolla gerçekleşebilir. Döngüsel fotofosforilasyon sırasında, yüksek enerjili elektronlar döngüsel hareketlerle elektron alıcılarından geçer ve ATP üretmek için enerjiyi serbest bırakır. Döngüsel olmayan fotofosforilasyon sırasında, yüksek enerjili elektronlar, Z-şekilli döngüsel olmayan hareketlerde elektron alıcılarından akar. Serbest bırakılan elektronlar, döngüsel olmayan fotofosforilasyonda aynı fotosistemlere geri dönmezler. Bununla birlikte, her iki işlemde de elektron taşıma zinciri tarafından salınan potansiyel enerji kullanılarak ATP aynı şekilde üretilir. Döngüsel olmayan fotofosforilasyon ATP, O2 ve NADPH üretirken, döngüsel fotofosforilasyon sadece ATP üretir. Her iki fotosistem de siklik olmayan fotofosforilasyonda yer alırken, sadece bir fotosistem (PS I) siklik fotofosforilasyonda yer alır. Bu, döngüsel ve döngüsel olmayan fotofosforilasyon arasındaki farktır.
