Məlumat

S2018_Mühazirə16_Oxu - Biologiya

S2018_Mühazirə16_Oxu - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İşıq Enerjisi və Piqmentlər

İşıq Enerjisi

Günəş geniş bir sahəni əhatə edən çox miqdarda elektromaqnit şüalanması (günəş enerjisi) yayır. elektromaqnit spektri, bütün mümkün radiasiya tezliklərinin diapazonu. BIS2A-da biz əsasən sonuncu ilə maraqlanırıq və aşağıda işıq və onun biologiya ilə qarşılıqlı əlaqəsi ilə bağlı bəzi əsas anlayışları müzakirə edirik.

Əvvəlcə işığın bir neçə əsas xüsusiyyətini yeniləməliyik:

  1. Vakuumdakı işıq 299.792.458 m/s sabit bir sürətlə hərəkət edir. İşığın sürətini çox vaxt "c" dəyişəni ilə qısaldırıq.
  2. İşıq dalğaların xüsusiyyətlərinə malikdir. İşığın xüsusi "rəngi" xarakterik bir dalğa uzunluğuna malikdir.

Dalğadakı zirvələr arasındakı məsafəyə dalğa uzunluğu deyilir və yunan hərfi lambda (Ⲗ) ilə qısaldılır.

Attribution: Marc T. Facciotti (orijinal əsər)

Tezlik və dalğa uzunluğunun tərs mütənasibliyi. Dalğa 1, 2 dalğanın dalğa uzunluğunun 2 qatına bərabərdir (Ⲗ1> Ⲗ2). İki dalğa eyni sürətlə hərəkət edirsə (c)Təsəvvür edin ki, çəkilmiş bütün xətlərin hər ikisi eyni şaquli xəttin yanından sürüklənir sonra dalğa zirvəsinin sabit bir nöqtədən keçmə sayı 2 dalğa üçün 1 dalğadan daha böyükdür (f2> f1). Facciotti (orijinal iş)

3. Nəhayət, işığın hər bir tezliyi (və ya dalğa uzunluğu) müəyyən bir enerji ilə əlaqələndirilir. Enerjiyə "E" deyəcəyik. Tezlik və enerji arasındakı əlaqə:

E = h*f

burada h Plank sabiti (~ 6.626x10-34 Joule • tezlik saniyədə dövrə ilə ifadə edildikdə ikinci). Tezlik və dalğa uzunluğu arasındakı əlaqəni nəzərə alaraq E = h*c/Ⲗ də yaza bilərsiniz. Buna görə də, tezlik nə qədər böyükdürsə (və ya dalğa uzunluğu daha qısadır), daha çox enerji xüsusi bir "rəng" ilə əlaqələndirilir. Yuxarıdakı şəkildə 2 -ci dalğa 1 -ci dalğadan daha böyük enerji ilə əlaqələndirilir.

Günəş enerjisini elektromaqnit şüalanması şəklində yayır. Görünən işıq da daxil olmaqla bütün elektromaqnit şüalanması dalğa uzunluğu ilə xarakterizə olunur. Dalğa uzunluğu nə qədər uzun olsa, o qədər az enerji daşıyır. Dalğa uzunluğu nə qədər qısa olarsa, o qədər çox enerji elektromaqnit spektrinin zolağı ilə əlaqələndirilir.

Gördüyümüz İşıq

İnsanların ağ işıq kimi gördüyü görünən işıq, hər biri xarakterik bir dalğa uzunluğuna malik olan göy qurşağından ibarətdir. Prizma və ya bir damla su kimi bəzi obyektlər ağ işığı yayaraq rəngləri insan gözünə açır. Görünən spektrdə bənövşəyi və mavi işığın daha qısa (daha yüksək enerji), narıncı və qırmızı işığın isə daha uzun (aşağı enerji) dalğa uzunluğu var.

Görünən işığın rəngləri eyni miqdarda enerji daşımır. Bənövşəyi ən qısa dalğa uzunluğuna malikdir və buna görə də ən çox enerji daşıyır, qırmızı isə ən uzun dalğa uzunluğuna malikdir və ən az enerji daşıyır.

Kredit: NASA tərəfindən işin dəyişdirilməsi

Piqmentlər tərəfindən udulma

İşıq və bioloji sistemlər arasındakı qarşılıqlı təsir, hüceyrə fiziologiyası və ya biofiziki kimya üzrə yuxarı bölmə kurslarında öyrənə biləcəyiniz bir neçə fərqli mexanizm vasitəsilə baş verir. BIS2A -da əsasən işıq və bioloji piqmentlərin qarşılıqlı əlaqəsi ilə maraqlanırıq. Bu qarşılıqlı təsirlər, iki funksional kateqoriyaya bölünən müxtəlif işığa bağlı bioloji prosesləri başlata bilər: hüceyrə siqnalizasiyası və enerji yığımı. Siqnal qarşılıqlı təsirləri əsasən ətraf mühitdəki dəyişiklikləri qavramaqdan məsuldur (bu halda işığın dəyişməsi). İşıq və gözdə ifadə olunan piqmentlər arasındakı qarşılıqlı əlaqə siqnal qarşılıqlı təsirinə misal ola bilər. Bunun əksinə olaraq, enerji yığımında iştirak edən işıq/piqment qarşılıqlı təsirləri - təəccüblü deyil - işığın enerjisini tutmaq və bioloji prosesləri yanacaq üçün hüceyrəyə ötürmək üçün istifadə olunur. Tezliklə haqqında daha çox öyrənəcəyimiz fotosintez, enerji yığan qarşılıqlı əlaqənin bir nümunəsidir.

İşıqla bioloji qarşılıqlı təsirlərin mərkəzində üzvi piqmentlər dediyimiz molekul qrupları dayanır. İnsan retinasında, xloroplast tilakoidində və ya mikrob membranında olsun, üzvi piqmentlər tez -tez qəbul edə biləcəkləri müəyyən enerjiyə və ya dalğa uzunluğuna malikdir. Bu molekulların işığın müxtəlif dalğa uzunluqlarına həssaslığı onların unikal kimyəvi tərkibi və strukturları ilə bağlıdır. Bəzi əsas bioloji piqmentlərin həssaslığı səbəbindən bir sıra elektromaqnit spektrinə bir neçə xüsusi ad verilir: Gözlərimizdəki retina piqmenti, bir opsin sensoru zülalı ilə birləşdikdə, əsasən dalğa uzunluqları arasında işığı "görür" (udur). 700 nm və 400 nm. Bu diapazon, əslində gözümüzlə görə biləcəyimiz elektromaqnit spektrinin fiziki sərhədlərini təyin etdiyinə görə, bu dalğa uzunluğuna "görünən diapazon" kimi istinad edirik. Bənzər səbəblərdən, bitkilərin piqment molekulları əsasən 700 nm və 400 nm arasında olan dalğa uzunluqlarını işlətdikləri üçün bitki fizioloqları bu dalğa uzunluğuna "fotosintetik olaraq aktiv şüalanma" kimi istinad edirlər.

BIS2A-da müzakirə etdiyimiz üç əsas piqment növü

Xlorofillər

Xlorofillər (bakterioklorofillər də daxil olmaqla) böyük bir piqment molekulu ailəsinin bir hissəsidir. Beş əsas xlorofil piqmenti var: a, b, c, d, və f. Xlorofil a adlı bakteriyalarda tapılan daha qədim molekulların bir sinfinə aiddir bakterioxlorofillər. Xlorofillər struktur olaraq metal ionunu əlaqələndirən halqa bənzər porfirin qrupu ilə xarakterizə olunur. Bu halqa quruluşu, kimyəvi cəhətdən bir metal koordinasiya edən və bir çox orqanizmdə oksigen bağlama və/və ya nəqldə iştirak edən heme birləşmələrinin quruluşu ilə əlaqədardır. Fərqli xlorofillər bir-birindən porfirin halqasında müxtəlif “bəzəklər”/kimyəvi qruplarla fərqlənir.

Hem və xlorofil molekullarının quruluşu. Ümumi porfirin halqası qırmızı rəngdədir.

Attribution: Marc T. Facciotti (orijinal əsər)

Karotenoidlər

Karotenoidlər təbiətdə olan qırmızı/narıncı/sarı piqmentlərdir. Onlar meyvələrdə - pomidorun qırmızısında (likopen), qarğıdalı toxumunun sarısında (zeaksantin) və ya portağal qabığının portağalında (β-karotin) olur - bunlar toxum dispersatorlarını (heyvanları) cəlb etmək üçün bioloji "reklam" kimi istifadə olunur. və ya başqa yerə toxum daşıya bilən həşəratlar). Fotosintezdə karotenoidlər fotosintetik piqmentlər kimi fəaliyyət göstərir. Bundan əlavə, bir yarpaq tam günəşə məruz qaldıqda, o səthin çox böyük miqdarda enerji emal etməsi tələb olunur; bu enerji düzgün idarə edilməzsə, əhəmiyyətli zərər verə bilər. Buna görə də, bir çox karotenoidlər artıq enerjini işıqda udmağa kömək edir və bu enerjini istilik olaraq təhlükəsiz şəkildə yaymağa kömək edir.

Flavonoidlər

Flavonoidlər bitkilərdə çox müxtəlif olan birləşmələrin çox geniş bir sinifidir. Bu molekullar bir çox formada olur, lakin hamısı aşağıda göstərilən ümumi əsas quruluşa malikdir. Flavonoidlərin müxtəlifliyi, əsas flavonu "bəzəyə" bilən funksional qrupların bir çox fərqli birləşməsindən qaynaqlanır.

Flavanların əsas halqa quruluşu.

Hər bir piqment növü, görünən işıqdan udduğu xüsusi dalğa uzunluqları ilə müəyyən edilə bilər. Bu xüsusiyyət piqment kimi tanınır udma spektri. Aşağıdakı şəkildəki qrafik xlorofilin udma spektrini göstərir a, xlorofil bvə β-karoten adlı bir növ karotenoid piqment (mavi və yaşıl işığı udur). Diqqət yetirin ki, hər bir piqmentin yüksək spesifik udulma nümunəsini ortaya çıxaran fərqli zirvələr və çökəkliklər dəsti var. Absorbsiyadakı bu fərqlər kimyəvi quruluşdakı fərqlərlə bağlıdır (bəziləri şəkildə vurğulanır). Xlorofil a dalğa uzunluqlarını görünən spektrin hər iki ucundan (mavi və qırmızı) udur, amma yaşıl deyil. Yaşıl əks olunduğundan və ya ötürüldüyündən xlorofil yaşıl görünür. Karotenoidlər qısa dalğalı mavi bölgədə udulur və daha uzun sarı, qırmızı və narıncı dalğa uzunluqlarını əks etdirir.

(a) Xlorofil a, (b) xlorofil b və (c) β-karoten, tilakoid membranında olan hidrofob üzvi piqmentlərdir. Qırmızı qutuda göstərilən hissədən başqa eyni olan xlorofil a və b yarpaqların yaşıl rənginə cavabdehdir. Fərqli xlorofillər arasındakı kimyəvi tərkibdəki az fərqin fərqli absorbsiya spektrlərinə səbəb olmasına diqqət yetirin. β-karotin yerköküdəki narıncı rəngdən məsuldur. Hər bir piqment özünəməxsus absorbsiya spektrinə malikdir (d).

Əhəmiyyəti çoxlu müxtəlif piqmentlərin olması

Bütün fotosintetik orqanizmlərin günəş işığına tam çıxışı yoxdur. Bəzi orqanizmlər suyun altında böyüyür, burada işığın intensivliyi və mövcud dalğa uzunluqları müvafiq olaraq azalır və dərinliyə görə dəyişir. Digər orqanizmlər işıq uğrunda mübarizə aparır. Məsələn, yağışlı meşələrdəki bitkilər hər hansı bir işığı udur, çünki hündür ağaclar günəş işığının çox hissəsini udur və qalan günəş radiasiyasını yayır. Bu dəyişkən işıq şəraitini nəzərə almaq üçün, bir çox fotosintetik orqanizmdə, tək bir piqmentlə mümkün olandan daha geniş dalğa uzunluqlarından enerjini udmaq qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün ifadələri tənzimlənən piqmentlər qarışığı vardır.

Fotofosforlaşma

Fotofosforlaşmaya ümumi baxış

Fotofosforlaşma işığın enerjisini kimyəvi maddələrə, xüsusən ATP -yə ötürmə prosesidir. Fotofosforlaşmanın təkamül kökləri, ehtimal ki, 3 milyarddan 1,5 milyard il əvvəl, molekulyar oksigen olmadığı halda həyatın bol olduğu anaerob dünyaya aiddir. Fotofosforlaşma, ehtimal ki, elektron nəqliyyat zəncirlərindən (ETC) sonra nisbətən qısa müddətdə inkişaf etmişdir anaerob tənəffüs metabolik müxtəlifliyi təmin etməyə başladı. Prosesin ilk mərhələsi bir fotonun bir piqment molekulu tərəfindən udulmasını əhatə edir. İşıq enerjisi piqmentə ötürülür və elektronları təşviq edir (e-) daha yüksək kvant enerji vəziyyətinə - bioloqlar "həyəcanlı vəziyyət" adlandırırlar. Burada antropomorfizmdən istifadəyə diqqət yetirin; elektronlar klassik mənada "həyəcanlı" deyillər və birdən-birə hər tərəfə atlanmırlar və ya yüksəlişlərini qeyd etmirlər. Onlar sadəcə olaraq daha yüksək enerjili kvant vəziyyətindədirlər. Bu vəziyyətdə, elektronların ümumi olaraq "enerjili" olduğu deyilir. "Həyəcanlı" vəziyyətdə olarkən, piqment indi daha aşağı reduksiya potensialına malikdir və "həyəcanlı" elektronları daha böyük reduksiya potensialı olan digər daşıyıcılara verə bilər. Bu elektron qəbulediciləri, öz növbəsində, daha çox azalma potensialına malik olan digər molekulların donoru ola bilər və bununla da bir elektron nəqli zənciri təşkil edə bilər.

Elektronlar qırmızı/öküz reaksiyaları vasitəsilə bir elektron daşıyıcısından digərinə keçdikcə, bu ekzerqonik köçürmələr elektrokimyəvi qradiyent yaratmaq üçün protonların membran boyunca enderqonik daşınması (və ya vurulması) ilə birləşdirilə bilər. Bu elektrokimyəvi gradient, tarazlığa çatmaq üçün ekzergonik sürücüsü ATP sintaz vasitəsilə ATP -nin endergonik istehsalına qoşula bilən bir proton hərəkətverici qüvvə yaradır. Daha ətraflı görəcəyimiz kimi, bu elektron daşıma zəncirində iştirak edən elektronlar iki taleyə malik ola bilər: (1) onlar siklik fotofosforlaşma deyilən prosesdə ilkin mənbəsinə qaytarıla bilər; və ya (2) onlar NAD-ın yaxın qohumuna yatırıla bilər+ NADP adlanır+. Əgər elektronlar siklik bir prosesdə orijinal piqmentə qaytarılarsa, bütün proses yenidən başlaya bilər. Bununla belə, elektron NADP-yə yerləşdirilirsə+ NADPH yaratmaq üçün (**qısayol qeydi - biz heç bir protonu açıq şəkildə qeyd etmədik, lakin onların da iştirak etdiyini başa düşə bilərik**), orijinal piqment başqa bir yerdən elektron almalıdır. Bu elektron, oksidləşmiş piqmentdən daha kiçik bir azalma potensialına malik bir mənbədən gəlməlidir və sistemdən asılı olaraq, H daxil olmaqla, müxtəlif mümkün mənbələr mövcuddur.2O, azaldılmış kükürd birləşmələri, məsələn SH2 və hətta elementar S.0.

Bir birləşmə işığın fotonunu udduqda nə olur?

Bir birləşmə bir işığın fotonunu udduqda, birləşmənin əsas vəziyyətini tərk edərək "həyəcanlandığı" deyilir.

Şəkil 1. Bir işıq fotonu udan bir molekulla nə baş verdiyini göstərən diaqram. Attribution: Marc T. Facciotti (orijinal əsər)

"Həyəcanlanan" elektronun taleyi necədir? Aşağıdakı şəkildə sxematik şəkildə təsvir edilmiş dörd mümkün nəticə var. Bu variantlar:

  1. e- enerjini istilik kimi ötürərək daha aşağı kvant vəziyyətinə rahatlaya bilər.
  2. e- daha aşağı kvant vəziyyətinə rahatlaya və enerjini işığın fotona köçürə bilər - bu, flüoresans kimi tanınan bir prosesdir.
  3. Enerji rezonansla qonşu molekula e kimi ötürülə bilər- daha aşağı kvant vəziyyətinə qayıdır.
  4. Enerji reduksiya potensialını elə dəyişə bilər ki, molekul e-yə çevrilə bilər- donor Bu həyəcanlı əlaqələndirən e- uyğun bir e- qəbuledicisi ekzerqonik elektron köçürməsinə səbəb ola bilər. Başqa sözlə, həyəcanlı vəziyyət qırmızı/öküz reaksiyalarında iştirak edə bilər.

Şəkil 2. Bir molekulun udduğu enerji ilə nə baş verə bilər.

Həyəcanlanan elektron daha aşağı enerji vəziyyətinə qayıtdıqda, enerji müxtəlif yollarla ötürülə bilər. Bir çox sözdə antenna və ya köməkçi piqmentlər işıq enerjisini udaraq onu reaksiya mərkəzi kimi tanınan bir şeyə ötürsə də (Şəkil 2-də III variantda təsvir olunan mexanizmlər vasitəsilə), bizi ən çox maraqlandıran reaksiya mərkəzində baş verənlərdir (IV variant). yuxarıdakı şəkildə). Burada xlorofil və ya bakterioklorofil molekulu fotonun enerjisini udur və elektron həyəcanlanır. Bu enerji ötürülməsi reaksiya mərkəzinə qırmızı/öküz reaksiyasında elektronu ikinci molekula bağışlamaq üçün kifayətdir. Bu, elektron nəql reaksiyalarını başlatır. Nəticə, prosesi yenidən başlatmaq üçün indi azaldılmalı olan oksidləşmiş reaksiya mərkəzidir. Bunun necə baş verməsi fotofosforilasiyada elektron axınının əsasını təşkil edir və aşağıda ətraflı təsvir ediləcəkdir.

Sadə fotofosforlaşma sistemləri: anoksigen fotofosforlaşma

Fotofosforlaşmanın təkamülünün əvvəlində bu reaksiyalar çox az molekulyar oksigenin olduğu anaerob mühitlərdə inkişaf etmişdir. Bu şərtlər altında, əvvəllər təsvir edildiyi kimi, anaerob tənəffüs zəncirlərindən iki reaksiya dəsti meydana gəldi. Bunlar kimi tanınır yüngül reaksiyalar çünki bir bakteriyanın xlorofil kimi bir reaksiya mərkəzi piqmenti tərəfindən işığın fotonunun udulmasından bir elektronun ("həyəcanlı" elektronun) aktivləşdirilməsini tələb edirlər. İşıq reaksiyaları aşağıdakı kimi təsnif edilir Dövri və ya kimi qeyri -siklik reaksiya mərkəzi piqmentlərindən çıxarılan elektronların son vəziyyətindən asılı olaraq fotofosforlaşma. Elektron(lar) bakterioklorofil kimi orijinal piqment reaksiya mərkəzinə qayıdırsa, bu, siklik fotofosforlaşmadır; elektronlar tam dövrə təşkil edir və Şəkil 4-də göstərilmişdir. Əgər elektron(lar) NADP-ni azaltmaq üçün istifadə edilərsə+ NADPH -a, elektron (lar) yoldan çıxarılır və NADPH -də bitir; elektronlar artıq dövrənin bir hissəsi olmadığı üçün bu proses qeyri-tsiklik adlanır. Bu vəziyyətdə, prosesin təkrarlanmasından əvvəl reaksiya mərkəzi yenidən azaldılmalıdır. Buna görə də qeyri-silik fotofosforlaşma üçün xarici elektron mənbəyi tələb olunur. Bu sistemlərdə kükürdün azaldılmış formaları, məsələn, H2Bir elektron donoru olaraq istifadə edilə bilən və Şəkil 5 -də diaqramlaşdırılan S, fotofosforlaşmanın tənəffüslə oxşarlığını daha yaxşı anlamanıza kömək etmək üçün, fotosfosforiləşmə ilə məşğul olan çoxlu istifadə olunan birləşmələri ehtiva edən qırmızı/öküz qülləsi təmin edilmişdir.

oksidləşmiş forma

azaldılmış forma

n (elektronlar)

Eo (volt)

PS1* (öküz)

PS1* (qırmızı)

-

-1.20

ferredoksin (öküz) versiyası 1

Ferredoksin (qırmızı) versiyası 1

1

-0.7

PSII* (öküz)

PSII* (qırmızı)

-

-0.67

P840* (öküz)

PS840* (qırmızı)

-

-0.67

asetat

asetaldehid

2

-0.6

CO2

Qlükoza

24

-0.43

Ferredoksin (ox) versiyası 2

ferredoksin (qırmızı) versiya 2

1

-0.43

CO2

format

2

-0.42

2H+

H2

2

-0.42

NAD+ + 2H+

NADH + H+

2

-0.32

NADP+ + 2H+

NADPH + H+

2

-0.32

Kompleks I

FMN (ferment bağlı)

FMNH2

2

-0.3

Lipoik turşu, (öküz)

Lipoik turşusu, (qırmızı)

2

-0.29

FAD+ (pulsuz) + 2H+

FADH2

2

-0.22

Piruvat + 2H+

laktat

2

-0.19

FAD+ + 2H+ (bağlı)

FADH2 (bağlı)

2

0.003-0.09

CoQ (Ubiquinone - UQ + H+)

UQH.

1

0.031

UQ + 2H+

UQH2

2

0.06

Plastokinon; (öküz)

Plastokinon; (qırmızı)

-

0.08

Ubiquinone; (öküz)

Ubiquinone; (qırmızı)

2

0.1

Kompleks III Sitokrom b2; Fe3+

Sitokrom b2; Fe2+

1

0.12

Kompleks III Sitoxrom c1; Fe3+

Sitoxrom c1; Fe2+

1

0.22

Sitoxrom c; Fe3+

Sitoxrom c; Fe2+

1

0.25

Kompleks IV Sitoxrom a; Fe3+

Sitoxrom a; Fe2+

1

0.29

1/2 O2 + H2O

H2O2

2

0.3

P840GS (öküz)

PS840GS (qırmızı)

-

0.33

Kompleks IV Sitokrom a3; Fe3+

Sitokrom a3; Fe2+

1

0.35

Ferricyanide

ferrosiyanid

2

0.36

sitokrom f; Fe3+

sitokrom f; Fe2+

1

0.37

PSIGS (öküz)

PSIGS (qırmızı)

.

0.37

Nitrat

nitrit

1

0.42

Fe3+

Fe2+

1

0.77

1/2 O2 + 2H+

H2O

2

0.816

PSIIGS (öküz)

PSIIGS (qırmızı)

-

1.10

* İşığın fotonunu udduqdan sonra həyəcanlı vəziyyət

GS Ground State, bir işığın fotonunu udmadan əvvəl vəziyyəti

PS1: Oksigen fotosistem I

P840: Bakterioklorofil (anoksigenik) olan bakterial reaksiya mərkəzi

PSII: Oksigenli Fotosistem II

Şəkil 3. Müxtəlif ümumi fotofosforlaşma komponentlərinə malik olan elektron qüllə. PSI və PSII, oksigenli fotofosforlaşma yollarının I və II Fotosistemlərinə aiddir.

Tsiklik fotofosforlaşma

Siklik fotofosforlaşmada bakterioxlorofilqırmızı molekul, bakteriyoklorofil yaratmaq üçün bir elektronu enerjiləşdirmək və çıxarmaq üçün kifayət qədər işıq enerjisini uduröküz. Elektron reaksiya mərkəzində bir daşıyıcı molekulunu azaldır və bu da qırmızı/öküz reaksiyaları ilə bir sıra daşıyıcıları azaldır. Bu daşıyıcılar tənəffüsdə olan eyni daşıyıcılardır. Müxtəlif qırmızı/öküz reaksiyalarından azalma potensialındakı dəyişiklik kifayət qədər böyükdürsə, H+ Protonlar bir membran üzərindən köçürülə bilər. Nəhayət, elektron bakterioklorofili azaltmaq üçün istifadə olunuröküz (tam bir döngə yaratmaq) və bütün proses yenidən başlaya bilər. Bu elektron axını siklikdir və buna görə də deyilir ki, siklik fotofosforilasiya adlanan işlənmiş prosesə səbəb olur. Elektronlar tam bir dövr edir: bakterioklorofil elektronların ilkin mənbəyidir və son elektron qəbuledicisidir. ATP vasitəsilə istehsal olunur F1F0 ATPase. Şəkil 4-dəki sxem siklik elektronların necə axdığını və beləliklə, siklik fotofosforlaşmanın necə işlədiyini nümayiş etdirir.

Şəkil 4. Siklik elektron axını. Reaksiya mərkəzi P840 işıq enerjisini udur və həyəcanlanır və * ilə işarələnir. Həyəcanlı elektron çıxarılır və oksidləşmiş bir reaksiya mərkəzindən ayrılaraq FeS zülalını azaltmaq üçün istifadə olunur. Elektron bir xinona, sonra bir sıra sitokromlara keçir və bu da P840 reaksiya mərkəzini azaldır. Proses tsiklikdir. FeS zülalından gələn boz rəngli bir ferridoksin (Fd) gedən boz rəngə də diqqət yetirin. Bu, elektronun ala biləcəyi alternativ bir yoldur və aşağıda qeyri -siklik fotofosforlaşmada müzakirə ediləcəkdir. Qeyd əvvəlcə P840 reaksiya mərkəzindən ayrılan elektronun, oksidləşən P840 -ı azaltmaq üçün yolunu tapan eyni elektron olması mütləq deyil.

Qeyd: mümkün müzakirə

Yuxarıdakı tsiklik fotofosforlaşma rəqəmi tənəffüs zəncirindəki elektronların axını təsvir edir. Bu proses ATP yaratmağa necə kömək edir?

Qeyri-tsiklik fotofosforlaşma

Siklik fotofosforlaşmada, elektronlar bakterioxlorofildən (və ya xlorofildən) bir sıra elektron daşıyıcılarına çevrilir və nəticədə bakterioxlorofillə (və ya xlorofilə) qayıdır; nəzəri olaraq heç bir elektron itkisi yoxdur və sistemdə qalırlar. Siklik olmayan fotofosforlaşmada elektronlar fotosistemdən və qırmızı/öküz zəncirindən çıxarılır və nəticədə NADPH -ə düşür. Bu o deməkdir ki, bakterioklorofillə elektron bağışlaya bilən bakterioklorofildən (və ya xlorofildən) daha kiçik bir azalma potensialına malik bir elektron mənbəyinə ehtiyac var.öküz azaltmaq üçün. Şəkil 3 -dəki elektron qülləsinə baxaraq, bakterioklorofilin oksidləşmiş formasını azaltmaq üçün hansı birləşmələrdən istifadə edilə biləcəyini görə bilərsiniz. İkinci tələb, bakterioklorofil oksidləşdikdə və elektron atıldıqda, NADP/NADPH -dən daha böyük bir azalma potensialına malik olan bir daşıyıcıyı azaltmalıdır (elektron qülləsinə baxın). Bu vəziyyətdə, elektronlar enerjili bakterioklorofildən NADPH və oksid olunmuş bakterioxlorofill meydana gətirən NADP -ə axa bilər. Elektronlar sistemdən itirilir və NADPH-də sona çatır; dövrəni tamamlamaq üçün, bakterioxlorofilöküz H kimi xarici elektron donoru tərəfindən azaldılır2S və ya elementar S0.

Qeyri siklik elektron axını

Şəkil 5. Qeyri siklik elektron axını. Bu nümunədə, P840 reaksiya mərkəzi işıq enerjisini udur və enerjili olur; emissiya olunan elektron FeS zülalını azaldır və öz növbəsində ferridoksini azaldır. Azaldılmış ferridoksin (Fdqırmızı) indi NADP -ni NADPH yaratmaq üçün azalda bilər. Elektronlar indi sistemdən çıxarılaraq NADPH-ə yol tapırlar. Elektronların xarici elektron donoru tələb edən P840 -da dəyişdirilməsi lazımdır. Bu vəziyyətdə, H.2S elektron donoru kimi xidmət edir.

Qeyd: mümkün müzakirə

Qeyd etmək lazımdır ki, bakterial fotofosforlaşma yolları üçün bir reaksiya mərkəzindən bağışlanan hər bir elektron üçün [yadda saxla ki, yalnız bir elektron reaksiya mərkəzinə (və ya xlorofil molekuluna) hədiyyə olunur], bu elektron nəqliyyat zəncirindən çıxan nəticə ya NADPH (iki elektron tələb olunur) və ya ATP edilə bilər, amma hər ikisi də deyil. Başqa sözlə, elektronların ETC -də keçdiyi yolun bir və ya iki mümkün nəticəsi ola bilər. Bu, bakterial anoksijenik fotosintez sistemlərinin çox yönlülüyünü məhdudlaşdırır. Ancaq hər iki sistemdən istifadə edən bir proses, yəni elektronların tək girişindən həm ATP, həm də NADPH -nin meydana gələ biləcəyi tsiklik və qeyri -siklik bir fotosintez yolu inkişaf etsəydi nə olardı? İkinci bir məhdudiyyət, bu bakterial sistemlərin oksidləşmiş reaksiya mərkəzlərini azaltmaq üçün elektron donorları kimi azalmış kükürd kimi birləşmələr tələb etməsidir, lakin bunlar mütləq geniş yayılmış birləşmələr deyildir. Bir xlorofil olsaydı nə olardıöküz molekulun molekulyar O -dan daha yüksək (daha pozitiv) bir azalma potensialı olardı2/H2Ya reaksiya? Cavab: planetar oyun dəyişdirici.



Şərhlər:

  1. Tygolar

    Mən onun fikrini tam bölüşürəm. Bu fikri bəyənirəm, mən sizinlə tam razıyam.

  2. Palamedes

    Faktiki blog, təzə məlumat, oxuyun :)

  3. Oscar

    İçində bir şey var. İndi hər şey aydındır, bu sualda köməyə görə təşəkkür edirəm.

  4. Kejin

    qənaətbəxş sual

  5. Murrough

    Aramızda olanda moderatordan kömək istəyərdim.

  6. Bertie

    Indeed, and how I had not guessed before



Mesaj yazmaq