Photophosphoryl hóa là sự chuyển đổi adenosine diphosphate thành adenosine triphosphate sử dụng năng lượng ánh sáng thông qua quá trình quang hợp. Đó là cơ chế mà qua đó các phân tử adenosine triphosphate giàu năng lượng được tạo ra khi có ánh sáng bằng cách chuyển nhóm phosphate sang phân tử adenosine diphosphate.
Vì quá trình photphoryl hóa xảy ra trong vùng nhìn thấy của ánh sáng nên nó được gọi là quá trình photphoryl hóa. Có hai hình thức photophosphoryl hóa: photophosphoryl hóa theo chu kỳ và photophosphoryl hóa không theo chu kỳ.
Photophosphoryl hóa theo chu kỳ so với Photophosphoryl hóa không theo chu kỳ
Sự khác biệt giữa quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ và quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ là quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ phát triển thông qua quá trình quang hợp thiếu oxy, trong khi quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ diễn ra trong quá trình quang hợp oxy.
Quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ là một hiện tượng phát triển trong chuyển động tuần hoàn của các electron để tạo ra các phân tử adenosine triphosphate. Tế bào thực vật tạo ra adenosine diphosphate thành adenosine triphosphate trong quá trình này để đạt được năng lượng tức thì cho tế bào. Quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ là một cơ chế xảy ra trong màng thylakoid và sử dụng Chlorophyll P700 và Hệ thống quang điện I.
Quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ là một cơ chế dẫn đến việc chuyển các electron không theo chu kỳ để tạo ra các phân tử adenosine triphosphat sử dụng năng lượng từ các electron được tạo quang do Hệ thống quang học II cung cấp. Bởi vì các điện tử phát ra qua P680 của Hệ thống quang học II được chụp bằng P700 của Hệ thống quang điện I và do đó không quay trở lại P680, cơ chế này được gọi là quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ.
Bảng so sánh giữa Photophosphoryl hóa theo chu kỳ và Photophosphoryl hóa không theo chu kỳ
| Các thông số so sánh | Photophosphoryl hóa theo chu kỳ | Photophosphoryl hóa không theo chu kỳ |
| Sự hiện diện | Điều này là phổ biến nhất trong số các vi khuẩn quang hợp. | Nó được tìm thấy hầu hết ở thực vật bậc cao, tảo và vi khuẩn lam. |
| Mô hình dòng điện tử | Các electron chuyển động tuần hoàn hoặc theo đường tròn. | Các electron chuyển động theo hình zig-zag một cách đều đặn. |
| Giải phóng oxy | Trong quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ, không có oxy được tạo ra. | Quá trình photphosphoryl hóa không theo chu kỳ tạo ra oxy phân tử. |
| Sự tham gia của hệ thống ảnh | Chỉ có hệ thống ảnh-I được tham gia. | Nó được tạo thành từ hệ thống quang ảnh I và II. |
| Tạo ra năng lượng | Trong quy trình này, chỉ adenosine triphosphate được tạo ra. | Quá trình này tạo ra adenosine triphosphate và NADPH. |
Cyclic Photophosphorylation là gì?
Photophosphoryl hóa theo chu kỳ là cơ chế mà các sinh vật (chẳng hạn như sinh vật nhân sơ) chỉ đơn giản là chuyển đổi adenosine diphosphate thành adenosine triphosphate để có năng lượng nhanh chóng. Hình thức photophosphoryl hóa này chủ yếu được tìm thấy trong màng thylakoid. Trong sự vận chuyển điện tử theo chu kỳ, điện tử bắt nguồn từ một hợp chất sắc tố được gọi là hệ quang I.
Sau đó, nó di chuyển từ chất nhận chính thành ferredoxin và sau đó là cytochrome b6f. Cytochrome b6f có thể so sánh với cytochrome b6f của ty thể. Sau đó, điện tử di chuyển qua plastocyanin cho đến khi trở lại thành diệp lục.
Xuyên suốt toàn bộ chuỗi chất nhận điện tử, một động lực proton được tạo ra, động lực này sẽ bơm các ion H + ra khỏi tế bào và tạo ra một gradient áp suất có thể được sử dụng để kích hoạt tổng hợp adenosine triphosphate trong quá trình hóa trị. Toàn bộ quá trình này được gọi là quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ. Nó không tạo ra O2
Ngay cả trong phản ứng photophosphoryl hóa theo chu kỳ, các điện tử được vận chuyển trở lại P700 từ chất nhận và do đó không di chuyển đến NADP. Do đó, dòng electron đến P700 giảm dần, các phân tử adenosine triphosphate được tạo ra.
Quá trình quang hợp của vi khuẩn sử dụng một hệ thống quang duy nhất, được tham gia vào quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ. Nó được ưa thích trong các trường hợp yếm khí, cũng như các điểm chiếu xạ và bù CO2 cao. Quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ luôn cần thiết vì nó tạo ra adenosine triphosphate với chi phí rẻ. Trong quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ, chỉ có quang hệ I tham gia.
Photophosphoryl hóa không theo chu kỳ là gì?
Quá trình photophoryl hóa không theo chu kỳ là một quá trình gồm hai bước bao gồm hai photon diệp lục riêng biệt. Quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ xảy ra trong màng thylakoid như một phản ứng với ánh sáng. Cường độ ánh sáng cao thúc đẩy quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ.
Quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ phổ biến ở tất cả các loài thực vật, tảo và vi khuẩn lam. PS-II hấp thụ các photon từ nguồn ánh sáng và truyền chúng tới RC chlorophyll.
Các điện tử được tạo ra bởi P700 được hấp thụ bởi chất nhận chính và sau đó được chuyển đến NADP thông qua con đường photophosphoryl hóa không tuần hoàn. Các electron tương tác với cả proton H + được tạo ra khi các hạt nước vỡ ra để giảm NADP thành NADPH.
Năng lượng ở dạng này không truyền toàn bộ chu trình và không quay trở lại diệp lục vì nó được sử dụng để loại bỏ NADP +. Đây là cách duy nhất các electron chuyển từ phân tử nước sang NADPH. Kết quả là, nó được gọi là quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ.
Nó cũng thường được gọi là sơ đồ Z. Một điện tử từ diệp lục đi ra ngoài qua một hệ thống truyền điện tử và do đó giảm thiểu NADP + để tạo ra một đơn vị NADPH thuộc loại này. Glycerate 3-phosphate là thành phần cơ bản mà từ đó thực vật có thể tạo ra nhiều loại hợp chất. Hô hấp quang hợp không theo chu kỳ tạo ra oxy phân tử trong sự đóng góp của các phân tử năng lượng.
Sự khác biệt chính giữa quá trình phosphoryl hóa theo chu kỳ và quá trình phosphoryl hóa không theo chu kỳ
Sự kết luận
Quá trình photphoryl hóa theo chu kỳ là một cơ chế trong đó một điện tử phát ra từ trung tâm ảnh được kích thích được phục hồi thông qua sự liên tiếp của các chuỗi vận chuyển điện tử. Khi các điện tử di chuyển qua Ferredoxin đến PQ và đến hệ thống Cytochrome, ATP được tạo ra.
Tuy nhiên, cơ chế bình thường trong đó điện tử được giải phóng bởi trung tâm ảnh được kích thích không hoàn nguyên là quá trình phosphoryl hóa không theo chu kỳ. Nó được thực hiện cùng với cả hai hệ thống quang ảnh I và II.
Kết quả là bây giờ chúng ta có thể suy ra rằng photophoryl hóa có chu kỳ và không tuần hoàn là các quá trình quang hợp phụ thuộc vào ánh sáng mà phosphoryl hóa để tạo ra adenosine triphosphate. Sau đó, các tế bào quang hợp sử dụng adenosine triphosphate tiến hành các hành động khác nhau để hỗ trợ sự tồn tại và phát triển của chúng.
