La fotofosforilazione è la conversione dell'adenosina difosfato in adenosina trifosfato utilizzando l'energia della luce attraverso la fotosintesi. È il meccanismo attraverso il quale le molecole di adenosina trifosfato arricchite di energia vengono prodotte in presenza di luce trasferendo il gruppo fosfato alla molecola di adenosina difosfato.
Poiché la fosforilazione avviene nella regione visibile della luce, viene definita fotofosforilazione. Esistono due forme di fotofosforilazione: la fotofosforilazione ciclica e la fotofosforilazione non ciclica.
Fotofosforilazione ciclica vs fotofosforilazione non ciclica
La differenza tra la fotofosforilazione ciclica e la fotofosforilazione non ciclica è che la fotofosforilazione ciclica si sviluppa attraverso la fotosintesi anossigenica, mentre la fotofosforilazione non ciclica avviene durante la fotosintesi ossigenata.
La fotofosforilazione ciclica è un fenomeno che si sviluppa nel movimento ciclico degli elettroni per generare molecole di adenosina trifosfato. Le cellule vegetali trasformano l'adenosina difosfato in adenosina trifosfato durante questo processo per ottenere energia istantanea per le cellule. La fotofosforilazione ciclica è un meccanismo che avviene nella membrana tilacoide e utilizza la clorofilla P700 e il fotosistema I.
La fotofosforilazione non ciclica è un meccanismo che porta al trasferimento non ciclico di elettroni per produrre molecole di adenosina trifosfato utilizzando la potenza degli elettroni fotogenerati forniti da Photosystem II. Poiché gli elettroni emessi tramite P680 del Fotosistema II sono presi con P700 del Fotosistema I e quindi non ritornano a P680, questo meccanismo è noto come fotofosforilazione non ciclica.
Tabella di confronto tra fotofosforilazione ciclica e fotofosforilazione non ciclica
| Parametri di confronto | Fotofosforilazione ciclica | Fotofosforilazione non ciclica |
| Presenza | Questo è più comune tra i batteri fotosintetici. | Si trova principalmente nelle piante superiori, nelle alghe e nei cianobatteri. |
| Modello di flusso di elettroni | Gli elettroni fluiscono in modo ciclico o circolare. | Gli elettroni scorrono a zig-zag in modo uniforme. |
| Rilascio di ossigeno | Durante la fotofosforilazione ciclica, non viene prodotto ossigeno. | La fotofosforilazione non ciclica produce ossigeno molecolare. |
| Coinvolgimento del fotosistema | È coinvolto solo il fotosistema-I. | È formato dai fotosistemi I e II. |
| Creazione di energia | In questa procedura, viene generata solo adenosina trifosfato. | Questo processo genera adenosina trifosfato e NADPH. |
Cos'è la fotofosforilazione ciclica?
La fotofosforilazione ciclica è il meccanismo mediante il quale gli organismi (come i procarioti) convertono semplicemente l'adenosina difosfato in adenosina trifosfato per ottenere energia rapida. Questa forma di fotofosforilazione si trova principalmente nella membrana tilacoide. Nel trasporto ciclico degli elettroni, l'elettrone ha origine in un composto di pigmenti chiamato fotosistema I.
Quindi si sposta dall'accettore principale alla ferredossina e successivamente al citocromo b6f. Il citocromo b6f è paragonabile al citocromo b6f mitocondriale. Successivamente, l'elettrone viaggia attraverso la plastocianina fino a tornare alla clorofilla.
In tutta la catena dell'accettore di elettroni viene creata una forza protonica che pompa ioni H+ fuori dalla cellula e crea un gradiente di pressione che può essere utilizzato per attivare l'adenosina trifosfato sintasi durante la chemiosmosi. Questo intero processo è indicato come fotofosforilazione ciclica. Non genera O2
Anche durante la reazione di fotofosforilazione ciclica, gli elettroni vengono trasportati indietro a P700 dall'accettore e quindi non viaggiano verso NADP. Di conseguenza, discendendo il flusso di elettroni al P700, vengono prodotte molecole di adenosina trifosfato.
La fotosintesi batterica utilizza un singolo fotosistema, che è impegnato nella fotofosforilazione ciclica. È preferito in circostanze anaerobiche, così come ad alta irraggiamento e punti di compensazione di CO2. La fotofosforilazione ciclica è sempre necessaria poiché produce adenosina trifosfato a basso costo. Nella fotofosforilazione ciclica, è coinvolto solo il fotosistema-I.
Cos'è la fotofosforilazione non ciclica?
La fotofosforilazione non ciclica è un processo in due fasi che coinvolge due distinti fotoni di clorofilla. La fotofosforilazione non ciclica avviene nella membrana tilacoide come risposta alla luce. L'elevata intensità della luce favorisce la fotofosforilazione non ciclica.
La fotofosforilazione non ciclica è prevalente in tutta la vegetazione, nelle alghe e nei cianobatteri. PS-II assorbe i fotoni dalla sorgente di luce e li trasmette alla clorofilla RC.
Gli elettroni prodotti dal P700 vengono assorbiti dall'accettore principale e successivamente trasferiti al NADP tramite la via di fotofosforilazione non ciclica. Gli elettroni interagiscono con entrambi i protoni H+ generati quando le particelle d'acqua si rompono per ridurre NADP in NADPH.
L'energia di questo tipo non trasmette l'intero ciclo e non ritorna alla clorofilla in quanto viene utilizzata nell'eliminazione di NADP+. Questo è l'unico modo in cui gli elettroni si trasferiscono da una molecola d'acqua al NADPH. Di conseguenza, è noto come fotofosforilazione non ciclica.
È anche spesso noto come schema Z. Un elettrone dalla clorofilla viaggia attraverso un sistema di trasferimento di elettroni e di conseguenza riduce al minimo NADP+ per creare un'unità di NADPH di questo tipo. Il glicerato 3-fosfato è l'elemento costitutivo fondamentale da cui le piante possono produrre un'ampia gamma di composti. La respirazione fotosintetica non ciclica produce ossigeno molecolare nel contributo delle molecole di energia.
Principali differenze tra fotofosforilazione ciclica e fotofosforilazione non ciclica
Conclusione
La fotofosforilazione ciclica è un meccanismo in cui un elettrone emesso dal centro foto stimolato viene ripristinato tramite una successione di catene di trasporto di elettroni. Quando gli elettroni viaggiano tramite Ferredoxin verso PQ e verso il sistema del citocromo, viene generato ATP.
Tuttavia, il meccanismo normale in cui l'elettrone rilasciato dal centro foto stimolato non si ripristina è la fosforilazione non ciclica. Viene eseguito in combinazione con entrambi i fotosistemi I e II.
Di conseguenza, possiamo ora dedurre che la fotofosforilazione ciclica e non ciclica è processi di fotosintesi dipendenti dalla luce che fosforilano per creare adenosina trifosfato. Le cellule fotosintetiche che utilizzano quindi l'adenosina trifosfato conducono diverse azioni che aiutano la loro esistenza e il loro avanzamento.
