Πώς λειτουργούν τα δύο φωτοσυστήματα για να συλλάβουν ενέργεια από το φως του ήλιου;

Τα Photosystems I και II συνεργάζονται σε ένα πολύπλοκο χορό για να συλλάβουν ενέργεια από το φως του ήλιου, σχηματίζοντας το θεμέλιο της φωτοσύνθεσης. Ακολουθεί μια κατανομή της συνεργασίας τους:

1. PhotoSystem II (PSII):

* απορρόφηση ηλιακού φωτός: Το PSII απορροφά την φωτεινή ενέργεια χρησιμοποιώντας το σύμπλεγμα της κεραίας, το οποίο περιέχει χλωροφύλλη και άλλες χρωστικές ουσίες. Αυτή η ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια μέσα στο μόριο χλωροφύλλης.

* Διαχωρισμός νερού: Στη συνέχεια, τα διεγερμένα ηλεκτρόνια περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη διάσπαση των μορίων νερού (H₂O), απελευθερώνοντας οξυγόνο (O₂) ως υποπροϊόν. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται φωτόλυση.

* Μεταφορά ηλεκτρονίων: Τα ηλεκτρόνια από το μόριο του νερού μεταφέρονται στον κύριο δέκτη ηλεκτρονίων του PSII. Αυτή είναι η αρχή της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.

2. Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων:

* Μεταφορά ενέργειας: Τα ηλεκτρόνια κινούνται προς τα κάτω την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, απελευθερώνοντας ενέργεια καθώς πηγαίνουν. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) σε όλη τη μεμβράνη θυλακοειδούς, δημιουργώντας μια κλίση πρωτονίων.

* Παραγωγή ATP: Η κλίση πρωτονίων οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), ένα πλούσιο σε ενέργεια μόριο που χρησιμοποιείται από το κύτταρο.

3. PhotoSystem I (PSI):

* Απορρόφηση φωτός: Το PSI απορροφά επίσης την φωτεινή ενέργεια, συναρπαστικό τα ηλεκτρόνια της.

* Αναπλήρωση ηλεκτρονίων: Τα ηλεκτρόνια από το PSII φτάνουν τελικά στο PSI, αναπληρώνοντας τα ηλεκτρόνια που ήταν ενθουσιασμένα από το φως.

* Παραγωγή NADPH: Τα διεγερμένα ηλεκτρόνια στο PSI χρησιμοποιούνται για τη μείωση του NADP+ σε NADPH. Πρόκειται για ένα άλλο μόριο μεταφορέα ενέργειας που χρησιμοποιείται στον κύκλο Calvin.

Περίληψη:

1. Το PSII καταγράφει την ελαφριά ενέργεια, χωρίζει το νερό και ξεκινά την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

2. Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων χρησιμοποιεί ενέργεια από τα διεγερμένα ηλεκτρόνια για να αντλούν πρωτόνια, δημιουργώντας μια κλίση που οδηγεί τη σύνθεση ΑΤΡ.

3. Το PSII αναπληρώνει τα ηλεκτρόνια στο PSI, το οποίο χρησιμοποιεί ελαφριά ενέργεια για την παραγωγή NADPH.

Στην ουσία, το PSII είναι υπεύθυνο για την αρχική σύλληψη της φωτεινής ενέργειας και την παραγωγή του ATP, ενώ η PSI είναι υπεύθυνη για την παραγωγή του NADPH. Μαζί, παρέχουν την ενέργεια και τη μείωση της ισχύος που απαιτείται για τον κύκλο Calvin, όπου το διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται σε σάκχαρα. Αυτή η διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των φυτών και πολλών άλλων οργανισμών.