Forskellen mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering

Nøgleforskel - Cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering

Fotofosforylering eller fotosyntetisk fosforylering er en proces, hvor ATP produceres under de lysafhængige reaktioner fra fotosyntesen. En phosphatgruppe sættes til ADP for at danne ATP under anvendelse af den protonmotivkraft, der genereres under den cykliske og ikke-cykliske elektrontransportkæder i fotosyntesen. Energien leveres af sollyset til at starte processerne, og ATP-syntese finder sted på ATPase-komplekser placeret i thylakoidmembranerne i chloroplasterne. ATP-syntese under den cykliske elektronstrøm af anoxygenisk fotosyntesen er kendt som cyklisk fotofosforylering. ATP-produktion under den ikke-cykliske elektronstrøm af oxygenisk fotosyntesen er kendt som ikke-cyklisk fotofosforylering. Dette er den vigtigste forskel mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering.

INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er cyklisk fotofosforylering
3. Hvad er ikke-cyklisk fotofosforylering
4. Sammenligning side ved side - Cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering
5. Resume

Hvad er cyklisk fotofosforylering?

Cyklisk phosphorylering er en proces, der producerer ATP fra ADP under den lysafhængige cykliske elektrontransportkæde med fotosyntesen. Fotosystem I er involveret i denne proces. Når klorofyler af PS I absorberer lysenergi, frigives elektroner med høj energi fra P700-reaktionscentret. Disse elektroner accepteres af en primær elektronacceptor og kører derefter via adskillige elektronacceptorer, såsom ferredoxin (Fd), plastoquinon (PQ), cytochrome kompleks og plastocyanin (PC). Endelig vender disse elektroner tilbage til P700 efter at have gennemgået en cyklisk bevægelse. Når elektroner kører ned ad bakke gennem elektronbærere, frigiver de potentiel energi. Denne energi bruges til at producere ATP fra ADP af ATP-syntaseenzym. Derfor er denne proces kendt som cyklisk fotofosforylering.

PS II er ikke involveret i cyklisk fotofosforylering. Vand er derfor ikke involveret i denne proces; som et resultat genererer cyklisk fotofosforylering ikke molekylært ilt som et biprodukt. Da elektronerne vender tilbage til PS I, genereres der ingen reducerende effekt (ingen NADPH) under den cykliske fotofosforylering.

Figur 01: Cyklisk fotofosforylering

Hvad er ikke-cyklisk fotofosforylering?

Ikke-cyklisk fotofosforylering er processen med ATP-syntese ved anvendelse af lysenergi ved ikke-cyklisk elektrontransportkæde af fotosyntesen. To typer fotosystemer er involveret i denne proces ved navn PS I og PS II. Ikke-cyklisk fotofosforylering initieres af PS II. Det absorberer lysenergi og frigiver elektroner med høj energi. Vandmolekyler splittes nær PS II ved at frigive protoner (H + -ioner) og molekylært ilt på grund af den absorberede energi. Elektroner med høj energi accepteres af en primær elektronacceptor og passerer gennem plastoquinon (PQ), cytokromkompleks og plastocyanin (PC). Derefter optages disse elektroner af PS I. De accepterede elektroner fra PS I føres igen gennem elektronacceptorer og når NADP⁺. Disse elektroner kombineres med H⁺ og NADP⁺ at danne NADPH og afslutte elektrontransportkæden. Under elektrontransportkæden bruges den frigjorte energi til at producere ATP fra ADP. Da elektronerne ikke returneres til PS II, er denne proces kendt som ikke-cyklisk fotofosforylering.

Sammenlignet med den cykliske fotofosforylering er ikke-cyklisk fotofosforylering almindelig og observeres vidt i alle grønne planter, alger og cyanobakterier. Det er en viral proces for levende organismer, da dette er den eneste proces, der frigiver molekylært ilt til miljøet.

Figur 02: Ikke-cyklisk fotofosforylering

Hvad er forskellen mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering?

Cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering
Cyklisk fotofosforylering henviser til processen, der producerer ATP under den cykliske elektrontransportkæde af lysafhængig fotosyntesen.	Ikke-cyklisk fotofosforylering henviser til processen, der producerer ATP fra ikke-cyklisk elektrontransportkæde i lysreaktioner af fotosyntesen.
fotosystem
Kun et fotosystem (PS I) er involveret i cyklisk fotofosforylering.	Fotosystem I og II er involveret i ikke-cyklisk fotofosforylering.
Arten af elektrontransportkæden
Elektroner kører i en cyklisk elektrontransportkæde og vender tilbage til PS I	Elektroner rejser i ikke-cykliske kæder.
Produkter
Kun ATP produceres i denne proces.	ATP, O₂, og NADPH produceres i denne proces.
Vand
Vand splittes ikke under denne proces.	Vand splittes eller fotolyseres.
Generering af ilt
Oxygen genereres ikke under cyklisk fotofosforylering	Molekylært ilt genereres ved ikke-cyklisk fotofosforylering.
Første Elektron Donor
Den første elektrondonor er PS I.	Vand er den første elektrondonor.
Første elektronacceptor
Den endelige elektronacceptor er PS I.	Den endelige elektronacceptor er NADP+
organismer
Cyklisk fotofosforylering er vist af visse bakterier.	Ikke-cyklisk fotofosforylering er almindelig i grønne planter, alger og cyanobakterier.

Sammendrag - Cyklisk vs ikke-cyklisk fotofosforylering

ATP produceres af den lysenergi, der absorberes under fotosyntesen. Denne proces er kendt som fotofosforylering. Fotofosforylering kan ske via to veje kendt som cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering. Under cyklisk fotofosforylering rejser elektroner med høj energi gennem elektronacceptorer i cykliske bevægelser og frigiver energi for at producere ATP. Under ikke-cyklisk fotofosforylering strømmer elektroner med høj energi gennem elektronacceptorer i Z-formede ikke-cykliske bevægelser. Frigjorte elektroner vender ikke tilbage til de samme fotosystemer ved ikke-cyklisk fotofosforylering. I begge processer produceres ATP imidlertid på samme måde ved hjælp af den potentielle energi frigivet af elektrontransportkæden. Ikke-cyklisk fotofosforylering producerer ATP, O₂, og NADPH, mens cyklisk fotofosforylering kun producerer ATP. Begge fotosystemer er involveret i ikke-cyklisk fotofosforylering, mens kun et fotosystem (PS I) er involveret i cyklisk fotofosforylering. Dette er forskellen mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering.

Reference:
1. "Fotofosforylering." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 9. april 2017. Web. 16. maj 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Photophosphorylation
2. Haneef, Deena T Kochunni Jazir. “Store forskelle.” Forskellen mellem cyklisk og ikke-cyklisk fotofosforylering. N.p., n.d. Web. 16. maj 2017.

Billed høflighed:
1. "Cyclic Photophosphorylation" Af David Berard - Eget arbejde (CC0) via Commons Wikimedia
2. “Thylakoid membrane 3” Af Somepics - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur