Dva hlavní vícesložkové membránové proteinové komplexy se liší svou absorpční vlnovou délkou, kde fotosystém I nebo PS 1 absorbuje delší vlnovou délku světla, která je 700 nm, zatímco fotosystém II nebo PS 2 absorbuje kratší vlnovou délku světla 680 nm .
Za druhé, každý fotosystém je doplněn elektrony po ztrátě elektronu, ale zdroje jsou různé, kde PS II získává elektrony z vody, zatímco PS I získává elektrony z PS II prostřednictvím transportního řetězce elektronů.
Fotosystémy se podílejí na fotosyntéze a nacházejí se v tylakoidních membránách řas, sinic a hlavně v rostlinách. Všichni víme, že rostliny a další fotosyntetické organismy shromažďují sluneční energii, která je podporována molekulami pigmentu absorbujícími světlo přítomnými v listech.
Absorbovaná sluneční energie nebo světelná energie v listech je přeměněna na chemickou energii v první fázi fotosyntézy. Tento proces podléhá řadě chemických reakcí známých jako reakce závislé na světle.
Fotosyntetické pigmenty jako chlorofyl a, chlorofyl b a karotenoidy jsou přítomny v tylakoidních membránách chloroplastu. Fotosystém tvoří komplexy sběru světla, které obsahují 300 až 400 chlorofylů, bílkovin a dalších pigmentů. Tyto pigmenty se po absorpci fotonu rozruší a poté se jeden z elektronů přepne na orbitál s vyšší energií.
Vzrušený pigment předává svou energii sousednímu pigmentu rezonančním přenosem energie, a to jsou přímé elektromagnetické interakce. Dále, sousední pigment přenáší energii na pigment a proces se opakuje několikrát. Společně tyto molekuly pigmentu shromažďují svou energii a procházejí směrem k centrální části fotosystému známého jako reakční centrum.
Ačkoli dva fotosystémy v reakcích závislých na světle získaly v sérii své jméno, byly objeveny, ale fotosystém II (PS II) je na prvním místě v cestě elektronového toku a poté fotosystém I (PSI). V tomto obsahu prozkoumáme rozdíl mezi těmito dvěma typy systémů fo photos a jejich krátkým popisem.
Srovnávací tabulka
| Základ pro srovnání | Fotosystém I (PS I) | Fotosystém II (PS II) |
|---|---|---|
| Význam | Fotosystém I nebo PS I využívá světelnou energii k převodu NADP + na NADPH2. Zahrnuje P700, chlorofyl a další pigmenty. | Fotosystém II nebo PS II je proteinový komplex, který absorbuje světelnou energii, zahrnující P680, chlorofyl a pomocné pigmenty a přenáší elektrony z vody na plastochinon, a tak pracuje v disociaci molekul vody a vytváří protony (H +) a O2. |
| Umístění | Je umístěn na vnějším povrchu tylakoidní membrány. | Je umístěn na vnitřním povrchu tylakoidní membrány. |
| Fotocentrum nebo reakční centrum | P700 je fotografické centrum. | P680 je fotografické centrum. |
| Absorpční vlnová délka | Pigmenty ve fotosystému 1 absorbují delší vlnové délky světla, které jsou 700 nm (P700). | Pigmenty ve fotosystému2 absorbují kratší vlnové délky světla, což je 680 nm (P680). |
| Fotofosforylace | Tento systém je zapojen do cyklické i necyklické fotofosforylace. | Tento systém je zapojen do cyklické fotofosforylace. |
| Fotolýza | Nedochází k žádné fotolýze. | V tomto systému dochází k fotolýze. |
| Pigmenty | Fotosystém I nebo PS 1 obsahuje chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B a karotenoidy. | Fotosystém II nebo PS 2 obsahuje chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B, xantofyly a fycobiliny. |
| Poměr chlorofylových karotenoidních pigmentů | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Funkce | Primární funkcí fotosystému I je syntéza NADPH, kde přijímá elektrony z PS II. | Primární funkcí fotosystému II je hydrolýza vody a syntéza ATP. |
| Základní složení | PSI se skládá ze dvou podjednotek, které jsou psaA a psaB. | PS II se skládá ze dvou podjednotek složených z D1 a D2. |
Definice fotosystému I
Fotosystém I nebo PSI se nachází v tylakoidní membráně a je multisubunitním proteinovým komplexem, který se nachází v zelených rostlinách a řasách. První počáteční krok zachycení sluneční energie a poté přeměna světlem řízeným elektronovým transportem. PS I je systém, ve kterém se shromažďují chlorofyl a další pigmenty a absorbují vlnovou délku světla při 700 nm. Je to série reakcí a reakční centrum je tvořeno chlorofylem a-700, se dvěma podjednotkami, jmenovitě psaA a psaB.
Podjednotky PSI jsou větší než podjednotky PS II. Tento systém také sestává z chlorofylu a-670, chlorofylu a-680, chlorofylu a-695, chlorofylu b a karotenoidů. Absorbované fotony jsou vedeny do reakčního centra pomocí pomocných pigmentů. Fotony jsou dále uvolňovány reakčním střediskem jako elektrony s vysokou energií, které podléhají řadě elektronových nosičů a nakonec jsou použity NADP + reduktázou. NADPH je produkován enzymem NADP + reduktázy z takových vysoce energetických elektronů. NADPH se používá v Calvinově cyklu.
Proto je hlavním cílem integrálního membránového proteinového komplexu, který využívá světelnou energii k produkci ATP a NADPH. Fotosystém I je také známý jako plastocyanin-ferredoxin oxidoreduktáza.
Definice fotosystému II
Fotosystém II nebo PS II je komplex proteinů zabudovaných do membrány, který se skládá z více než 20 podjednotek a přibližně 100 kofaktorů. Světlo je absorbováno pigmenty, jako jsou karotenoidy, chlorofyl a fycobilin v oblasti známé jako antény a dále se tato excitovaná energie přenáší do reakčního centra. Hlavní složkou jsou periferní antény, které jsou zapojeny do absorbujícího světla spolu s chlorofylem a dalšími pigmenty. Tato reakce se provádí v jádrovém komplexu, který je místem pro počáteční řetězové reakce přenosu elektronů.
Jak již bylo uvedeno dříve, PS II absorbuje světlo při 680 nm a vstupuje do stavu vysoké energie. P680 daruje elektron a přenáší se na fyophytin, který je primárním akceptorem elektronů. Jakmile P680 ztratí elektron a získá kladný náboj, potřebuje k doplnění elektron, který je splněn rozdělením molekul vody.
K oxidaci vody dochází ve středu manganu nebo v klastru Mn4OxCa . Centrum manganu oxiduje dvě molekuly najednou, extrahuje čtyři elektrony, a tak vytvoří molekulu O2 a uvolní čtyři H + ionty.
V PS II existuje různý protichůdný mechanismus výše uvedeného procesu, ačkoli protony a elektrony extrahované z vody se používají ke snížení NADP + a ve výrobě ATP. Fotosystém II je také známý jako voda-plastochinonoxidoreduktáza a říká se jako první proteinový komplex ve světelné reakci.
Klíčové rozdíly mezi fotosystémem I a fotosystémem II
Dané body budou ukazovat rozdíly mezi fotosystémem I a fotosystémem II:
- Fotosystém I nebo PS I a Fotosystém II nebo PS II jsou proteinem zprostředkovaný komplex a hlavním cílem je produkce energie (ATP a NADPH2), která se používá v Calvinově cyklu, PSI používá světelnou energii k přeměně NADP + na NADPH2. Zahrnuje P700, chlorofyl a další pigmenty, zatímco PS II je komplex, který absorbuje světelnou energii, zahrnuje P680, chlorofyl a pomocné pigmenty a přenáší elektrony z vody na plastochinon, a tak pracuje v disociaci molekul vody a produkuje protony (H +) a O2.
- Fotosystém I se nachází na vnějším povrchu thylakoidní membrány a váže se na speciální reakční centrum známé jako P700, zatímco PS II se nachází na vnitřním povrchu thylakoidové membrány a reakční centrum je známé jako P680.
- Pigmenty ve fotosystému 1 absorbují delší vlnové délky světla, které jsou 700 nm (P700), na druhé straně, pigmenty ve fotosystému 2 absorbují kratší vlnové délky světla, které jsou 680 nm (P680).
- Fotofosforylace v PS I se podílí na cyklické i necyklické fotofosforylaci a PS II se podílí na obou cyklických fotofosforylacích.
- V PS I nedochází k žádné fotolýze, i když se to stává fotosystém II.
- Fotosystém I nebo PS I obsahuje chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B a karotenoidy v poměru 20-30: 1, zatímco ve fotosystému II nebo PS 2 obsahuje chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B, xantofyly a fycobiliny v poměru 3 až 7: 1.
- Primární funkce fotosystému I v syntéze NADPH, kde přijímá elektrony z PS II, a fotosystém II je v hydrolýze syntézy vody a ATP.
- Základní složení v PSI se skládá ze dvou podjednotek, které jsou PesA a PesB, a PS II se skládá ze dvou podjednotek složených z D1 a D2.
Závěr
Můžeme tedy říci, že v rostlinách fotosyntéza zahrnuje dva procesy; reakce závislé na světle a reakce asimilace uhlíku, která je klamně známá také jako reakce temnoty. Ve světelných reakcích fotosyntetické pigmenty a chlorofyl absorbují světlo a přeměňují se na ATP a NADPH (energie).
