Ključna razlika – kisikova proti anoksigenski fotosintezi
Fotosinteza je proces, ki sintetizira ogljikove hidrate (glukozo) iz vode in ogljikovega dioksida, pri čemer izkorišča energijo sončne svetlobe zelenih rastlin, alg in cianobakterij. Kot posledica fotosinteze se v okolje sprošča plinasti kisik. Gre za izjemno pomemben proces za obstoj življenja na zemlji. Fotosintezo lahko razdelimo v dve kategoriji, kot sta kisikova in anoksigena fotosinteza, ki temelji na nastajanju kisika. Ključna razlika med kisikovo in anoksigensko fotosintezo je v tem, da kisikova fotosinteza ustvarja molekularni kisik med sintezo sladkorja iz ogljikovega dioksida in vode, medtem ko anoksigenska fotosinteza ne ustvarja kisika.
Kaj je kisikova fotosinteza?
Energija sončne svetlobe se s fotosintezo pretvori v kemično energijo. Svetlobo ujamejo zeleni pigmenti, imenovani klorofili, ki jih imajo fotosintetični organizmi. Z uporabo te absorbirane energije se klorofilni reakcijski centri fotosistemov vzbujajo in sproščajo elektrone, ki vsebujejo visoko energijo. Ti visokoenergijski elektroni tečejo prek več nosilcev elektronov in pretvarjajo vodo in ogljikov dioksid v glukozo in molekularni kisik. Vzbujeni elektroni potujejo v neciklični verigi in se končajo pri NADPH. Zaradi nastajanja molekularnega kisika je ta proces znan kot kisikova fotosinteza in tudi neciklična fotofosforilacija.
Kisikova fotosinteza ima dva fotosistema, imenovana PS I in PS II. Ta dva fotosintezna aparata vsebujeta dva reakcijska centra P700 in P680. Po absorpciji svetlobe se reakcijski center P680 vzbudi in sprosti elektrone z visoko energijo. Ti elektroni potujejo prek več nosilcev elektronov in sprostijo nekaj energije ter se predajo P700. P700 postane vznemirjen zaradi te energije in sprosti elektrone z visoko energijo. Ti elektroni ponovno tečejo skozi več nosilcev in končno dosežejo terminalni sprejemnik elektronov NADP+ in postanejo reducirajoča moč NADPH. Molekula vode hidrolizira blizu PS II in odda elektrone ter sprosti molekularni kisik. Med transportno verigo elektronov se ustvari protonska gonilna sila, ki se uporablja za sintezo ATP iz ADP.
Kisikova fotosinteza je izredno pomembna, saj je to proces, ki je odgovoren za transformacijo primitivne anoksigene atmosfere Zemlje v atmosfero, bogato s kisikom.
Slika 01: Fotosinteza s kisikom
Kaj je anoksigena fotosinteza?
Anoksigena fotosinteza je proces, pri katerem se svetlobna energija pretvori v kemično energijo brez ustvarjanja molekularnega kisika kot stranskega produkta. Ta proces je viden pri več skupinah bakterij, kot so škrlatne bakterije, zelene žveplove in nežveplove bakterije, heliobakterije in acidobakterije. Te skupine bakterij proizvajajo ATP brez ustvarjanja kisika. Pri anoksigenski fotosintezi se voda ne uporablja kot začetni darovalec elektronov. Zato med tem procesom ne nastaja kisik. Samo en fotosistem je vključen v anoksigeno fotosintezo. Zato se elektroni prenašajo v ciklični verigi in vračajo v isti fotosistem. Zato je anoksigena fotosinteza znana tudi kot ciklična fotofosforilacija.
Anoksigena fotosinteza je odvisna od bakterioklorofilov v nasprotju s klorofili, ki se uporabljajo v kisikovi fotosintezi. Vijolične bakterije imajo fotosistem I z reakcijskim centrom P870. V ta proces so vključeni različni akceptorji elektronov, kot je bakteriofeofitin.
Slika 02: Anoksigena fotosinteza
Kakšna je razlika med kisikovo in anoksigeno fotosintezo?
Oksigena proti anoksigenski fotosintezi |
|
| Kisikova fotosinteza je proces, ki pretvarja svetlobno energijo v kemično energijo s strani določenih fotoavtotrofov z ustvarjanjem molekularnega kisika. | Anoksigena fotosinteza je proces, ki pretvarja svetlobno energijo v kemično energijo s strani določenih bakterij brez generiranja molekularnega kisika. |
| Proizvodnja kisika | |
| Kisik se sprošča kot stranski produkt. | Kisik se ne sprošča ali ustvarja. |
| Organizmi | |
| Kisikovo fotosintezo prikazujejo cianobakterije, alge in zelene rastline. | Anoksigeno fotosintezo kažejo predvsem škrlatne bakterije, zelene žveplove in nežveplove bakterije, heliobakterije in acidobakterije. |
| Elektronska transportna veriga | |
| Elektroni potujejo prek več nosilcev elektronov. | Pojavlja se preko ciklične fotosintetske elektronske verige. |
| Voda kot darovalec elektronov | |
| Voda se uporablja kot začetni darovalec elektronov. | Voda se ne uporablja kot darovalec elektronov. |
| Photosystem | |
| Fotosistema I in II sodelujeta pri fotosintezi s kisikom | Fotosistem II ni prisoten v anoksigenski fotosintezi |
| Ustvarjanje NADPH (zmanjšanje moči) | |
| NADPH nastaja med kisikovo fotosintezo. | NADPH se ne ustvari, ker elektroni krožijo nazaj v sistem. Zato je moč zmanjšanja pridobljena iz drugih reakcij. |
Povzetek – kisikova proti anoksigenski fotosintezi
Fotosinteza je proces, pri katerem fotosintetični organizmi pretvorijo svetlobno energijo v kemično energijo. To se lahko zgodi na dva načina: kisikova fotosinteza in anoksigena fotosinteza. Kisikova fotosinteza je fotosintetski proces, ki sprošča molekularni kisik v ozračje in ga opazimo pri zelenih rastlinah, aglae in cianobakterijah, ki imajo klorofile. Anoksigena fotosinteza je fotosintetski proces, ki ne ustvarja molekularnega kisika in ga uporabljajo nekatere skupine bakterij, ki imajo bakterioklorofile. Tako je razlika med kisikovo in anoksigeno fotosintezo v glavnem odvisna od nastajanja kisika.
