Kaks peamist mitme alaühikuga membraanivalgu kompleksi erinevad neeldumise lainepikkuse poolest, kus fotosüsteem I või PS 1 neelab pikemat valguse lainepikkust, mis on 700 nm, samas kui fotosüsteem II või PS 2 neelab valguse lühemat lainepikkust 680 nm .
Teiseks täiendavad iga fotosüsteemi elektronid pärast elektronide kaotust, kuid allikad on erinevad, kus PS II saab sellest elektronid veest, samal ajal kui PS I saab elektronid PS II-st elektronide transpordiahela kaudu.
Fotosüsteemid osalevad fotosünteesis ja neid leidub vetikate, sinivetikate ja peamiselt taimede tülakoidmembraanides. Me kõik teame, et taimed ja muud fotosünteesivad organismid koguvad päikeseenergiat, mida toetavad lehtedes olevad valgust neelavad pigmendimolekulid.
Lehtedes neeldunud päikeseenergia või valgusenergia muundatakse fotosünteesi esimeses etapis keemiliseks energiaks. See protsess läbib rea keemilisi reaktsioone, mida nimetatakse valgust sõltuvateks reaktsioonideks.
Kloroplasti tülakoidmembraanides on fotosünteetilisi pigmente nagu klorofüll a, klorofüll b ja karotenoidid. Fotosüsteem moodustab kerge korjekompleksi, mis sisaldab 300-400 klorofülli, valke ja muid pigmente. Need pigmendid erutuvad pärast footoni neeldumist ja seejärel lülitatakse üks elektronidest suurema energiaga orbitaalile.
Ergastatud pigment annab resonantsenergia ülekandmisel nende energia naaberpigmendile ja see on otsene elektromagnetiline interaktsioon. Lisaks sellele naabruses olev pigment annab energiat pigmendile üle ja protsessi korratakse mitu korda. Need pigmendimolekulid koguvad koos oma energia ja liiguvad fotosüsteemi keskosa, mida nimetatakse reaktsioonikeskuseks.
Ehkki kaks valgust sõltuvate reaktsioonide fotosüsteeme said seerias oma nime, avastati need, kuid fotosüsteem II (PS II) jõuab kõigepealt elektronide voolu teele ja seejärel fotosüsteem I (PSI). Selles sisus uurime erinevust kahte tüüpi pf-fotosüsteemi vahel ja nende lühikirjeldust.
Võrdlusdiagramm
| Võrdluse alus | I fotosüsteem (PS I) | II fotosüsteem (PS II) |
|---|---|---|
| Tähendus | Photosystem I või PS I kasutab NADP + teisendamiseks NADPH2 valguse energiat. See hõlmab P700, klorofülli ja muid pigmente. | Fotosüsteem II või PS II on valguse kompleks, mis neelab valgusenergiat, hõlmates P680, klorofülli ja lisapigmente ning kandes elektronid veest plastokinooni ja toimides seega veemolekulide dissotsieerumisel ning tekitades prootoneid (H +) ja O2. |
| Asukoht | See asub tülakoidmembraani välispinnal. | See asub tülakoidmembraani sisepinnal. |
| Fotokeskus või reaktsioonikeskus | P700 on fotokeskus. | P680 on fotokeskus. |
| Neelduv lainepikkus | Fotosüsteemis 1 olevad pigmendid neelavad pikemaid valguse lainepikkusi, mis on 700 nm (P700). | Fotosüsteemis2 olevad pigmendid neelavad lühemaid valguse lainepikkusi, mis on 680 nm (P680). |
| Fotofosforüülimine | See süsteem osaleb nii tsüklilises kui ka mittetsüklilises fotofosforüülimises. | See süsteem osaleb mõlemas tsüklilises fotofosforüülimises. |
| Fotolüüs | Fotolüüsi ei toimu. | Selles süsteemis toimub fotolüüs. |
| Pigmendid | Fotosüsteem I või PS 1 sisaldab klorofülli A-670, klorofülli A-680, klorofülli A-695, klorofülli A-700, klorofülli B ja karotenoide. | Photosystem II või PS 2 sisaldab klorofülli A-660, klorofülli A-670, klorofülli A-680, klorofülli A-695, klorofülli A-700, klorofülli B, ksantofülli ja fükobiliine. |
| Klorofüllkarotenoidsete pigmentide suhe | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Funktsioon | I fotosüsteemi esmane funktsioon on NADPH süntees, kus see võtab vastu elektronid PS II-st. | II fotosüsteemi põhifunktsioon on vee hüdrolüüs ja ATP süntees. |
| Põhikoostis | PSI koosneb kahest alaühikust, mis on psaA ja psaB. | PS II koosneb kahest alaühikust, mis koosnevad D1 ja D2. |
I fotosüsteemi määratlus
Fotosüsteem I või PSI asub tülakoidmembraanis ja on mitme subühikuga valgukompleks, mida leidub rohelistes taimedes ja vetikates. Päikeseenergia püüdmise esimene esimene samm ja seejärel muundamine valgusjõul töötava elektronide transpordi abil. PS I on süsteem, kus klorofüll ja muud pigmendid kogutakse kokku ja neelavad valguse lainepikkust 700 nm juures. See on reaktsioonide seeria ja reaktsioonikeskus koosneb klorofüllist a-700, mille kaks alaühikut on psaA ja psaB.
PSI subühikud on suuremad kui PS II subühikud. See süsteem sisaldab ka klorofülli a-670, klorofülli a-680, klorofülli a-695, klorofülli b ja karotenoide. Neeldunud footonid kantakse lisapigmentide abil reaktsioonikeskusesse. Edaspidi vabastavad footonid reaktsioonikeskuse suure energiaga elektronidena, mis läbivad rea elektronkandjaid ja mida lõpuks kasutab NADP + reduktaas. NADPH toodetakse NADP + reduktaasi ensüümi kaudu sellistest kõrge energiaga elektronidest. NADPH-d kasutatakse Calvini tsüklis.
Seetõttu on integreeritud membraanvalgukompleksi peamine eesmärk, mis kasutab ATP ja NADPH tootmiseks valgusenergiat. Fotosüsteemi I tuntakse ka kui plastotsüaniin-ferredoksiini oksüdireduktaas.
II fotosüsteemi määratlus
Fotosüsteem II või PS II on membraaniga manustatud valgukompleks, mis koosneb enam kui 20 subühikust ja umbes 100 kofaktorist. Antennidena tuntud piirkonnas pigmentide, näiteks karotenoidide, klorofülli ja fükobiliini poolt neelatakse valgust ning lisaks kandub see ergastatud energia reaktsioonikeskusesse. Peamine komponent on perifeersed antennid, mis on hõivatud valguse neeldumisega koos klorofülli ja muude pigmentidega. See reaktsioon toimub tuumakompleksis, mis on elektronide ülekandeahela esialgsete reaktsioonide koht.
Nagu varem arutatud, neelab PS II valgust lainepikkusel 680 nm ja siseneb suure energiatarbega olekusse. P680 annetab elektroni ja kandub üle feoftiinile, mis on primaarne elektronide aktseptor. Niipea kui P680 kaotab elektroni ja saavutab positiivse laengu, vajab ta täiendamiseks elektroni, mis täidetakse veemolekulide poolitamisega.
Vee oksüdeerumine toimub mangaanikeskuses või Mn4OxCa klastris. Mangaani kese oksüdeerib kaks molekuli korraga, ekstraheerides neli elektroni ja tootes seega O2 molekuli ning vabastades neli H + iooni.
PS II-s on ülaltoodud protsessi erinevad vastuolulised mehhanismid, kuigi NADP + ja ATP tootmiseks kasutatakse veest ekstraheeritud prootoneid ja elektrone. Fotosüsteem II on tuntud ka kui vesi-plastokinoonoksüdeduduktaas ja seda nimetatakse esimeseks valgusreaktsiooni valgukompleksiks.
Peamised erinevused fotosüsteemi I ja fotosüsteemi II vahel
Antud punktid näitavad erinevust fotosüsteemi I ja II fotosüsteemi vahel:
- Photosystem I või PS I ja Photosystem II või PS II on valkude vahendatud kompleks ning peamine eesmärk on toota energiat (ATP ja NADPH2), mida kasutatakse Calvini tsüklis, PSI kasutab NADP + teisendamiseks NADPH2 kerge energiat. See hõlmab P700, klorofülli ja muid pigmente, samal ajal kui PS II on kompleks, mis neelab valgusenergiat, hõlmates P680, klorofülli ja lisapigmente ning edastab elektronid veest plastokinooni ja toimib seega veemolekulide dissotsieerumisel ning prootonite (H +) ja O2.
- Fotosüsteem I asub tülakoidmembraani välispinnal ja on seotud spetsiaalse reaktsioonikeskusega, mida nimetatakse P700, samas kui PS II asub tülakoidmembraani sisepinnal ja reaktsioonikeskust tuntakse kui P680.
- Fotosüsteemis 1 olevad pigmendid neelavad pikemaid valguse lainepikkusi, mis on 700 nm (P700), teisalt absorbeerivad fotosüsteemis 2 olevad pigmendid lühemaid valguse lainepikkusi, mis on 680 nm (P680).
- Fotofosforüülimine PS I-s on seotud nii tsüklilise kui ka mittetsüklilise fotofosforüülimisega ning PS II osaleb mõlemas tsüklilises fotofosforüülimises.
- PS I korral fotolüüsi ei toimu, ehkki see toimub II fotosüsteemis.
- Photosystem I või PS I sisaldab klorofülli A-670, klorofülli A-680, klorofülli A-695, klorofülli A-700, klorofülli B ja karotenoide suhtega 20-30: 1, samas kui Photosystem II või PS 2 sisaldab klorofülli A-660, klorofüll A-670, klorofüll A-680, klorofüll A-695, klorofüll A-700, klorofüll B, ksantofüllid ja fükobiliinid vahekorras 3-7: 1.
- I fotosüsteemi I põhifunktsioon NADPH sünteesis, kus see võtab vastu elektronid PS II-st ja fotosüsteem II on vee ja ATP sünteesi hüdrolüüsis.
- PSI põhikompositsioon koosneb kahest alaühikust, mis on psaA ja psaB, ja PS II koosneb kahest alaühikust, mis koosnevad D1 ja D2.
Järeldus
Nii võime öelda, et taimedes hõlmab fotosüntees kahte protsessi; valgust sõltuvad reaktsioonid ja süsiniku assimilatsiooni reaktsioon, mida eksitavalt nimetatakse ka tumedateks reaktsioonideks. Valgusreaktsioonides neelavad fotosünteetilised pigmendid ja klorofüll valgust ning muunduvad ATP ja NADPH (energia).
