Հիմնական տարբերություն – Ցիկլային ընդդեմ ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման
Ֆոտոֆոսֆորիլացումը կամ ֆոտոսինթետիկ ֆոսֆորիլացումը գործընթաց է, որի ժամանակ ATP-ն արտադրվում է ֆոտոսինթեզի լույսից կախված ռեակցիաների ժամանակ: Ֆոսֆատային խումբ ավելացվում է ADP-ին՝ ATP ձևավորելու համար՝ օգտագործելով ֆոտոսինթեզի ցիկլային և ոչ ցիկլային էլեկտրոնների փոխադրման շղթաների ժամանակ առաջացած պրոտոնային շարժիչ ուժը: Էներգիան մատակարարվում է արևի լույսից՝ գործընթացները սկսելու համար, և ATP-ի սինթեզը տեղի է ունենում քլորոպլաստների թիլաոիդ թաղանթներում տեղակայված ATPase համալիրների վրա: ATP սինթեզը անթթվածին ֆոտոսինթեզի ցիկլային էլեկտրոնների հոսքի ժամանակ հայտնի է որպես ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում:ATP արտադրությունը թթվածնային ֆոտոսինթեզի ոչ ցիկլային էլեկտրոնների հոսքի ժամանակ հայտնի է որպես ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում: Սա հիմնական տարբերությունն է ցիկլային և ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման միջև:
Ի՞նչ է ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը:
Ցիկլային ֆոսֆորիլացումը պրոցես է, որն արտադրում է ATP ADP-ից ֆոտոսինթեզի լույսից կախված ցիկլային էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի ընթացքում: Այս գործընթացում ներգրավված է I ֆոտոհամակարգը: Երբ PS I-ի քլորոֆիլները կլանում են լույսի էներգիան, P700 ռեակցիայի կենտրոնից ազատվում են բարձր էներգիայի էլեկտրոններ։ Այս էլեկտրոններն ընդունվում են առաջնային էլեկտրոնների ընդունիչի կողմից և այնուհետև շարժվում են մի քանի էլեկտրոն ընդունիչների միջոցով, ինչպիսիք են ֆերեդոքսինը (Fd), պլաստոքինոնը (PQ), ցիտոքրոմային կոմպլեքսը և պլաստոցիանինը (PC): Վերջապես, այս էլեկտրոնները վերադառնում են P700 ցիկլային շարժում անցնելուց հետո: Երբ էլեկտրոնները շարժվում են դեպի ներքև՝ էլեկտրոնակիրների միջով, նրանք թողարկում են պոտենցիալ էներգիա: Այս էներգիան օգտագործվում է ATP արտադրելու համար ADP-ից ATP սինթազ ֆերմենտի միջոցով:Հետևաբար, այս գործընթացը հայտնի է որպես ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում։
PS II-ը չի մասնակցում ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացմանը: Այսպիսով, ջուրն այս գործընթացում ներգրավված չէ. արդյունքում, ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը չի առաջացնում մոլեկուլային թթվածին որպես կողմնակի արտադրանք: Քանի որ էլեկտրոնները վերադառնում են PS I, ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման ընթացքում վերականգնող ուժ չի առաջանում (ոչ NADPH):
Նկար 01. Ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում
Ի՞նչ է ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը:
Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը ATP-ի սինթեզի գործընթացն է՝ օգտագործելով լուսային էներգիան ֆոտոսինթեզի ոչ ցիկլային էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի միջոցով: Այս գործընթացում ներգրավված են երկու տեսակի ֆոտոհամակարգեր՝ PS I և PS II: Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը սկսվում է PS II-ով:Այն կլանում է լույսի էներգիան և արտազատում բարձր էներգիայի էլեկտրոններ։ Ջրի մոլեկուլները բաժանվում են PS II-ի մոտ՝ ներծծվող էներգիայի շնորհիվ ազատելով պրոտոններ (H+ իոններ) և մոլեկուլային թթվածին։ Բարձր էներգիայի էլեկտրոններն ընդունվում են առաջնային էլեկտրոն ընդունիչի կողմից և անցնում պլաստոքինոնի (PQ), ցիտոքրոմային համալիրի և պլաստոցիանինի (PC) միջով: Այնուհետև այդ էլեկտրոնները վերցվում են PS I-ով: PS I-ի կողմից ընդունված էլեկտրոնները կրկին անցնում են էլեկտրոնների ընդունիչներով և հասնում NADP+ Այս էլեկտրոնները միավորվում են H+և NADP+ ձևավորելու NADPH և ավարտելու էլեկտրոնների փոխադրման շղթան: Էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի ընթացքում արձակված էներգիան օգտագործվում է ADP-ից ATP արտադրելու համար: Քանի որ էլեկտրոնները չեն վերադարձվում PS II, այս գործընթացը հայտնի է որպես ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում:
Ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման համեմատությամբ ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը տարածված է և լայնորեն նկատվում է բոլոր կանաչ բույսերի, ջրիմուռների և ցիանոբակտերիաների մոտ: Սա վիրուսային գործընթաց է կենդանի օրգանիզմների համար, քանի որ սա միակ գործընթացն է, որն ազատում է մոլեկուլային թթվածինը շրջակա միջավայր:
Նկար 02. Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում
Ո՞րն է տարբերությունը ցիկլային և ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման միջև:
Ցիկլային ընդդեմ ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման |
|
| Ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը վերաբերում է գործընթացին, որն արտադրում է ATP լույսից կախված ֆոտոսինթեզի ցիկլային էլեկտրոնների տեղափոխման շղթայի ընթացքում: | Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը վերաբերում է այն գործընթացին, որն արտադրում է ATP ոչ ցիկլային էլեկտրոնների փոխադրման շղթայից ֆոտոսինթեզի լույսի ռեակցիաներում: |
| Ֆոտոսհամակարգ | |
| Միայն մեկ ֆոտոհամակարգ (PS I) ներգրավված է ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման մեջ: | I և II ֆոտոհամակարգերը ներգրավված են ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման մեջ: |
| Էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի բնույթը | |
| Էլեկտրոնները շարժվում են ցիկլային էլեկտրոնների փոխադրման շղթայով և վերադառնում PS I | Էլեկտրոնները շարժվում են ոչ ցիկլային շղթաներով: |
| Ապրանքներ | |
| Այս գործընթացում արտադրվում է միայն ATP: | ATP, O2 և NADPH: |
| Ջուր | |
| Այս գործընթացի ընթացքում ջուրը չի բաժանվում։ | Ջուրը ճեղքվում կամ ֆոտոլիզվում է. |
| Թթվածնի սերունդ | |
| Ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման ժամանակ թթվածին չի առաջանում | Մոլեկուլային թթվածին առաջանում է ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման ժամանակ: |
| Առաջին էլեկտրոնի դոնոր | |
| Առաջին էլեկտրոնի դոնորը PS I-ն է։ | Ջուրը էլեկտրոնի առաջին դոնորն է։ |
| Առաջին էլեկտրոնի ընդունիչ | |
| Վերջնական էլեկտրոնի ընդունիչը PS I է: | Վերջնական էլեկտրոն ընդունողն է NADP+ |
| Օրգանիզմներ | |
| Ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը ցուցադրվում է որոշ բակտերիաների կողմից: | Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը տարածված է կանաչ բույսերի, ջրիմուռների և ցիանոբակտերիաների մեջ: |
Ամփոփում – Ցիկլային ընդդեմ ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման
ATP-ն արտադրվում է ֆոտոսինթեզի ընթացքում կլանված լույսի էներգիայի շնորհիվ: Այս գործընթացը հայտնի է որպես ֆոտոֆոսֆորիլացում: Ֆոտոֆոսֆորիլացումը կարող է տեղի ունենալ երկու ուղիներով, որոնք հայտնի են որպես ցիկլային և ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացում: Ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման ժամանակ բարձր էներգիայի էլեկտրոնները ցիկլային շարժումներով շարժվում են էլեկտրոն ընդունիչների միջով և էներգիա են թողնում ATP արտադրելու համար։ Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման ժամանակ բարձր էներգիայի էլեկտրոնները հոսում են էլեկտրոն ընդունիչների միջով Z-աձև ոչ ցիկլային շարժումներով։ Ազատված էլեկտրոնները չեն վերադառնում նույն ֆոտոհամակարգերը ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման ժամանակ։ Այնուամենայնիվ, երկու գործընթացներում էլ ATP-ն արտադրվում է նույն ձևով՝ օգտագործելով էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի կողմից թողարկված պոտենցիալ էներգիան: Ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը առաջացնում է ATP, O2 և NADPH, մինչդեռ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացումը արտադրում է միայն ATP: Երկու ֆոտոհամակարգերն էլ ներգրավված են ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման մեջ, մինչդեռ միայն մեկ ֆոտոհամակարգ (PS I) ներգրավված է ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման մեջ: Սա է տարբերությունը ցիկլային և ոչ ցիկլային ֆոտոֆոսֆորիլացման միջև:
