Ključna razlika med fotosistemom 1 in fotosistemom 2 je, da ima fotosistem 1 reakcijski center, sestavljen iz klorofila, molekule P700, ki absorbira svetlobo pri valovni dolžini 700 nm. Po drugi strani pa ima fotosistem II reakcijski center, ki obsega klorofil, molekulo P680, ki absorbira svetlobo pri valovni dolžini 680 nm.
Fotosistemi so zbirka molekul klorofila, pomožnih pigmentnih molekul, beljakovin in majhnih organskih spojin. Obstajata dva glavna fotosistema; fotosistem I (PS I) in fotosistem II (PS II), prisoten v tilakoidnih membranah kloroplastov v rastlinah. Oba izvajata svetlobno reakcijo fotosinteze. V skladu s tem rastline v bistvu potrebujejo oba fotosistema. To je zato, ker odstranjevanje elektronov iz vode zahteva več energije kot fotosistem, aktiviran s svetlobo, ki ga lahko zagotovim. Posledično lahko fotosistem II absorbira svetlobo s krajšo valovno dolžino (višjo energijo) in se povezuje v tandemu s PS I, kar omogoča neciklični pretok elektronov.
Kaj je Photosystem 1?
Fotosistem I (PS I) je eden od dveh fotosistemov, ki sodelujeta pri svetlobni reakciji fotosinteze v rastlinah in algah. Fotosistem sem odkril pred fotosistemom II. V nasprotju s PS II vsebuje PS I več klorofila a kot klorofil b. Poleg tega je PS I prisoten na zunanji površini tilakoidnih membran in ga je mogoče zlahka videti kot PS II. Poleg tega PS I sodeluje pri ciklični fosforilaciji in proizvaja NADPH.
Poleg tega obstajata dva glavna dela v fotosistemu, kot sta antenski kompleks (kompleks pigmentnih molekul za zbiranje svetlobe) in reakcijski center. V kompleksu za zbiranje svetlobe je približno 200-300 pigmentnih molekul. V fotosistemu najdemo različne pigmentne molekule, ki zbirajo svetlobo in se prenašajo iz ene v drugo ter na koncu predajo specializiranemu klorofilu molekulo reakcijskega središča. Fotosistem I ima reakcijski center, sestavljen iz molekule klorofila a P700. Sposoben je absorbirati svetlobo pri valovni dolžini 700 nm.
Slika 01: Svetlobna reakcija fotosinteze
Ko kompleks za zbiranje svetlobe PS I absorbira energijo in jo preda svojemu reakcijskemu središču, molekula klorofila a v reakcijskem središču vzbudi in sprosti visokoenergijske elektrone. Te visokoenergetske molekule gredo skozi nosilce elektronov, medtem ko sproščajo svojo energijo. Končno pridejo v reakcijski center PS II. Ko elektroni potujejo po transportni verigi elektronov, proizvaja NADPH.
Kaj je Photosystem 2?
Fotosistem II ali PS II je drugi fotosistem, ki vključuje fotosintezo, odvisno od svetlobe. Vsebuje reakcijski center, sestavljen iz molekule klorofila P680. PS II absorbira svetlobo pri valovni dolžini 680 nm. Poleg tega vsebuje več pigmentov klorofila b kot klorofila a. PS II je prisoten na notranjih površinah tilakoidnih membran. PS II je pomemben, ker se z njim povezuje fotoliza vode. Poleg tega fotoliza proizvaja molekularni kisik, ki ga dihamo. Zato je podobno kot PS I tudi PS II izjemno pomemben za vse žive organizme.
Pigmentne molekule absorbirajo svetlobno energijo in se prenesejo na molekule klorofila P 680 v reakcijskem središču PS II. Zato se, ko P680 prejme energijo, vzburi in sprosti molekule z visoko energijo. Posledično molekule primarnega akceptorja elektronov poberejo te elektrone in jih končno predajo PS I preko niza nosilnih molekul, kot je citokrom.
Slika 02: Fotosistem II
Ko se elektroni prenašajo prek nosilcev elektronov z nizkimi energijskimi nivoji, se del sproščene energije uporabi za sintezo ATP iz ADP s postopkom, imenovanim fotofosforilacija. Hkrati svetlobna energija s fotolizo cepi molekule vode. Pri fotolizi nastanejo 4 molekule vode, 2 molekuli kisika, 4 protoni in 4 elektroni. Ti proizvedeni elektroni nadomestijo elektrone, izgubljene iz klorofila, molekule PS I. Sčasoma se molekularni kisik razvije kot stranski produkt fotolize.
Kakšne so podobnosti med fotosistemom 1 in fotosistemom 2?
- Tako PS I kot PS II sodelujeta pri svetlobno odvisnih reakcijah fotosinteze. Enako pomembni so pri fotosintezi.
- Imajo dva glavna dela, kot sta antenski kompleks in reakcijski center.
- Poleg tega vsebujejo fotosintetske pigmente, ki lahko absorbirajo različne valovne dolžine sončne svetlobe.
- Poleg tega sta oba prisotna na tilakoidnih membranah grane kloroplastov.
- Poleg tega je reakcijsko središče vsakega fotosistema sestavljeno iz molekule klorofila.
Kakšna je razlika med fotosistemom 1 in fotosistemom 2?
Photosystem I ima klorofil A molekulo P700 v svojem reakcijskem središču, medtem ko ima Photosystem II klorofil A molekulo P680 v svojem reakcijskem središču. Tako PS I absorbira svetlobo pri valovni dolžini 700 nm, medtem ko PS II absorbira svetlobo pri valovni dolžini 680 nm. Zato lahko to štejemo za ključno razliko med fotosistemom 1 in fotosistemom 2. Oba fotosistema sodelujeta pri svetlobno odvisni reakciji fotosinteze. Vendar pa PS I vključuje ciklično fosforilacijo, medtem ko PS II vključuje neciklično fosforilacijo. Tako je tudi razlika med fotosistemom 1 in fotosistemom 2.
Poleg tega je nadaljnja razlika med fotosistemom 1 in fotosistemom 2 ta, da je PS I bogat s pigmenti klorofila-a, medtem ko je PS II bogat s pigmenti klorofila b. Poleg tega je pomembna razlika med fotosistemom 1 in fotosistemom 2 proces fotolize. Fotoliza se pojavi v PS II, medtem ko se ne pojavi v PS I. Podobno se molekula kisika razvije iz PS II, medtem ko se ne pojavi v PS I. Poleg tega je fotosistem I prisoten na zunanji površini tilakoidnih membran, medtem ko je prisoten fotosistem II na notranji površini tilakoidnih membran. Zato je tudi to pomembna razlika med fotosistemom 1 in fotosistemom 2.
Spodnja infografika o razlikah med fotosistemom 1 in fotosistemom 2 ponuja več informacij o teh razlikah.
Povzetek – Photosystem 1 proti Photosystem 2
Fotosistem I in fotosistem II sta dva glavna fotosistema, ki izvajata od svetlobe odvisne reakcije fotosinteze v rastlinah. PS I vključuje ciklično fosforilacijo, medtem ko PS II vključuje neciklično fosforilacijo. Reakcijsko središče PS I vsebuje molekulo klorofila a P700, medtem ko reakcijsko središče PS II vsebuje molekulo klorofila a P680. V skladu s tem PS I absorbira svetlobo pri valovni dolžini 700 nm, medtem ko PS II absorbira svetlobo pri valovni dolžini 680 nm. Fotoliza vode in proizvodnja molekularnega kisika se pojavita v povezavi s PS II, medtem ko se ta dva dogodka ne pojavita v PS I. To je torej povzetek razlike med fotosistemom 1 in fotosistemom 2.
