الفسفرة الضوئية هي تحويل ثنائي فوسفات الأدينوسين إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات باستخدام الطاقة الضوئية من خلال عملية التمثيل الضوئي. إنها الآلية التي يتم من خلالها إنتاج جزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات المخصب بالطاقة في وجود الضوء عن طريق نقل مجموعة الفوسفات إلى جزيء ثنائي فوسفات الأدينوزين.
نظرًا لأن الفسفرة تحدث في المنطقة المرئية من الضوء ، يشار إليها باسم الفسفرة الضوئية. هناك نوعان من الفسفرة الضوئية: الفسفرة الضوئية الحلقية والفسفرة الضوئية غير الدورية.
الفسفرة الضوئية الدورية مقابل الفسفرة الضوئية غير الدورية
الفرق بين الفسفرة الضوئية الدورية والفسفرة الضوئية غير الدورية هو أن الفسفرة الضوئية الدورية تتطور من خلال التمثيل الضوئي غير المؤكسد ، في حين أن الفسفرة الضوئية غير الدورية تحدث أثناء عملية التمثيل الضوئي الأكسجين.
الفسفرة الضوئية الحلقية هي ظاهرة تتطور في الحركة الدورية للإلكترونات لتوليد جزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات. تصنع الخلايا النباتية ثنائي فوسفات الأدينوزين إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات خلال هذه العملية لتحقيق طاقة فورية للخلايا. الفسفرة الضوئية الحلقية هي آلية تحدث في غشاء الثايلاكويد وتستخدم الكلوروفيل P700 ونظام الصور الأول.
الفسفرة الضوئية غير الدورية هي آلية تؤدي إلى النقل غير الدوري للإلكترونات لتصنيع جزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات باستخدام الطاقة من الإلكترونات المولدة بالصور والتي يوفرها نظام Photosystem II. نظرًا لأن الإلكترونات المنبعثة عبر P680 من Photosystem II مأخوذة من P700 من نظام الصور الأول وبالتالي لا تعود إلى P680 ، تُعرف هذه الآلية باسم الفسفرة الضوئية غير الدورية.
جدول المقارنة بين الفسفرة الضوئية الحلقية والفسفرة الضوئية غير الحلقية
| معلمات المقارنة | الفسفرة الضوئية الحلقية | الفسفرة الضوئية غير الدورية |
| حضور | هذا هو الأكثر شيوعًا بين بكتيريا التمثيل الضوئي. | توجد في الغالب في النباتات العليا والطحالب والبكتيريا الزرقاء. |
| نمط تدفق الإلكترون | تتدفق الإلكترونات بطريقة دورية أو دائرية. | تتدفق الإلكترونات في نمط متعرج بطريقة موحدة. |
| إطلاق الأكسجين | أثناء عملية الفسفرة الضوئية الحلقية ، لا ينتج الأكسجين. | تنتج عملية الفسفرة الضوئية غير الدورية الأكسجين الجزيئي. |
| مشاركة النظام الضوئي | يشارك فقط نظام الصور الأول. | وهي مكونة من نظامي الصور الأول والثاني. |
| خلق الطاقة | في هذا الإجراء ، يتم إنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوزين فقط. | تولد هذه العملية أدينوزين ثلاثي الفوسفات و NADPH. |
ما هو الفسفرة الضوئية الحلقية؟
الفسفرة الضوئية الحلقية هي الآلية التي من خلالها تقوم الكائنات الحية (مثل بدائيات النوى) ببساطة بتحويل ثنائي فوسفات الأدينوزين إلى ثلاثي فوسفات الأدينوزين للحصول على طاقة سريعة. يوجد هذا النوع من الفسفرة الضوئية في الغالب في غشاء الثايلاكويد. في النقل الدوري للإلكترون ، ينشأ الإلكترون في مركب صبغ يسمى النظام الضوئي الأول.
ثم ينتقل من المستقبِل الرئيسي إلى الفيروكسين ومن ثم إلى السيتوكروم b6f. يتشابه السيتوكروم b6f مع السيتوكروم b6f في الميتوكوندريا. بعد ذلك ، ينتقل الإلكترون عبر البلاستوسيانين حتى يعود إلى الكلوروفيل.
طوال سلسلة متقبل الإلكترون بأكملها ، يتم إنشاء قوة دافعة بروتون ، والتي تضخ أيونات H + خارج الخلية وتخلق تدرج ضغط يمكن استخدامه لتنشيط سينسيز أدينوزين ثلاثي الفوسفات أثناء التناضح الكيميائي. يشار إلى هذه العملية بأكملها باسم الفسفرة الضوئية الحلقية. لا يولد O2
حتى أثناء تفاعل الفسفرة الضوئية الدوري ، يتم نقل الإلكترونات مرة أخرى إلى P700 من المستقبل وبالتالي لا تنتقل إلى NADP. وبالتالي ، يتم إنتاج جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوزين من خلال تنازلي تدفق الإلكترونات إلى P700.
يستخدم التمثيل الضوئي البكتيري نظام ضوئي واحد ، والذي يشارك في عملية الفسفرة الضوئية الحلقية. يُفضل في الظروف اللاهوائية ، فضلاً عن التشعيع العالي ونقاط تعويض ثاني أكسيد الكربون. الفسفرة الضوئية الحلقية ضرورية دائمًا لأنها تنتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات بتكلفة رخيصة. في الفسفرة الضوئية الدورية ، يعمل فقط النظام الضوئي- I.
ما هو الفسفرة الضوئية غير الدورية؟
عملية الفسفرة الضوئية غير الدورية هي عملية من خطوتين تتضمن فوتوني كلوروفيل متميز. يحدث الفسفرة الضوئية غير الدورية في غشاء الثايلاكويد كاستجابة للضوء. تعمل شدة الضوء العالية على تعزيز عملية الفسفرة الضوئية غير الدورية.
تنتشر الفسفرة الضوئية غير الدورية في جميع النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء. يمتص PS-II الفوتونات من مصدر الضوء وينقلها إلى RC chlorophyll.
يتم امتصاص الإلكترونات التي ينتجها P700 من قبل المستقبِل الرئيسي ويتم نقلها لاحقًا إلى NADP عبر مسار الفسفرة الضوئية غير الدوري. تتفاعل الإلكترونات مع كل من البروتونات H + الناتجة عندما تنكسر جزيئات الماء لتقليل NADP إلى NADPH.
الطاقة من هذا النوع لا تنقل الدورة بأكملها ولا تعود إلى الكلوروفيل حيث يتم استخدامها في التخلص من NADP +. هذه هي الطريقة الوحيدة التي تنتقل بها الإلكترونات من جزيء الماء إلى NADPH. نتيجة لذلك ، يُعرف باسم الفسفرة الضوئية غير الدورية.
وغالبًا ما يُعرف أيضًا باسم مخطط Z. ينتقل إلكترون من الكلوروفيل من خلال نظام نقل الإلكترون وبالتالي يقلل NADP + لإنشاء وحدة من هذا النوع من NADPH. الجلسرات 3-فوسفات هو لبنة البناء الأساسية التي يمكن للنباتات من خلالها إنتاج مجموعة واسعة من المركبات. ينتج التنفس الضوئي غير الدوري الأكسجين الجزيئي في مساهمة جزيئات الطاقة.
الاختلافات الرئيسية بين الفسفرة الضوئية الدورية والفسفرة الضوئية غير الحلقية
استنتاج
الفسفرة الضوئية الحلقية هي آلية يتم فيها استعادة الإلكترون المنبعث من مركز الصورة المحفز عبر سلسلة من سلاسل نقل الإلكترون. عندما تنتقل الإلكترونات عبر فيرسوكسين إلى PQ وإلى نظام السيتوكروم ، يتم إنشاء ATP.
ومع ذلك ، فإن الآلية العادية التي لا يرتد فيها الإلكترون الذي يطلقه مركز الصورة المحفز هو الفسفرة غير الدورية. يتم تنفيذه بالاقتران مع كل من نظامي الصور الأول والثاني.
نتيجة لذلك ، قد نستنتج الآن أن الفسفرة الضوئية الحلقية وغير الدورية هي عمليات بناء ضوئي تعتمد على الضوء وتتسبب في الفسفرة لتكوين أدينوزين ثلاثي الفوسفات. تقوم خلايا التمثيل الضوئي التي تستخدم الأدينوسين ثلاثي الفوسفات بأفعال مختلفة تساعد في وجودها وتقدمها.
