فتوسنتز، واکنشی اکسیداسیون-احیا(2)

اهداف:

• آشنایی با انواع فتوسیستم در فتوسنتز
• آشنایی با انتقال الکترون فتوسنتزی

مرکز واکنش شامل چهار تا شش مولکول کلروفیل a به نام کلروفیل مرکز واکنش به علاوه پروتئین ها و کوفاکتورهاست. در نتیجه، کلروفیل مرکز واکنش، یک مخزن انرژی است. این کلروفیل در این مجموعه بلندترین طول موج با کم ترین انرژی را جذب می کند. مرکز واکنش، محل اولیه واکنش های اکسیداسیون احیای فتوشیمیایی است، از این رو تبدیل انرژی نورانی به انرژی شیمیایی در واقع در همین قسمت صورت می گیرد.

مرکز واکنش PSI  و PSII به ترتیب به صورت P700 و P680 نشان داده می شوند. این نامگذاری مرکز واکنش را به صورت نوعی از کلروفیل a یا رنگدانه P تعریف می کند که حداکثر جذب آن در 700 نانومتر(PSI) یا 680 نانومتر(PSII) صورت می گیرد. کارایی انتقال انرژی توسط کلروفیل آنتن به مرکز واکنش بسیار بالاست، به گونه ای که فقط ده درصد انرژی تلف می شود.

این حالت موجب می شود به محض آزاد شدن مرکز واکنش، انرژی تهییج بیشتری بلافاصله در اختیار آن مرکز قرار گیرد. گیاهانی که در شرایط نور کم رشد می کنند، به منظور اطمینان از کارامدی اکتساب نور سیستم های آنتن شان را حتی از راه افزایش مقدار کلروفیل توسعه خواهند داد. وظیفه اصلی این سیستم آنتن توسعه یافته، سهولت اکتساب فوتون های موجود و حفظ میزان فعالیت مرکز واکنش در حد مطلوب است. مجموعه آنتن توسعه یافته به مجموعه دریافت کننده نور معروف است.

فتوسنتز ،واکنشی اکسیداسیون-احیا

پیامد دیگر این آرایش پروتئین ها این است که در مورد اکسیداسیون آب و احیا  NADP+  در دو سمت مخالف غشای تیلاکوئیدها صورت می گیرد. آب اکسید می شود و پروتون ها در سمت لومن غشا، یعنی همان جایی که این پروتون ها کمک به ایجاد شیبی می کنند که موجب سنتز ATP می شود، تجمع می یابند. به هر حال، NADPH و ATP هر دو در استروما تولید می شوند و در همان جا در چرخه احیای کربن یا سایر فعالیت های کلروپلاست مورد استفاده قرار می گیرند.

در کنار این چهار کمپلکس، مجموعه های دریافت کننده نور نیز وجود دارند که به ترتیب به مجموعه دریافت کننده نور II (LHCII) و مجموعه دریافت کننده نور I )LHCI) معروف اند. LHCII به PSII وLHCI به PSI متصل است. همان گونه که از نام مجموعه دریافت کننده نور مشخص می شود، این مجموعه به عنوان سیستم های آنتن، در جهت اکتساب بیشتر انرژی نورانی انجام وظیفه می کند.

LHCI  به همراه LHCII بیش از 70 درصد کل رنگدانه های کلروپلاست و اساساً همه ی کلروفیل را در خود جای داده اند. LHCI نسبتاً کوچک است، نسبت کلروفیل a به b در آن 4 به 1 است و به نر می رسد اتصال نسبتاً محکمی به مرکز فتوسیستم دارد. از طرفی، LHCII حاوی 50 تا 60 درصد کل کلروفیل است، نسبت کلروفیل a به b آن 2/1 است و شامل بخش اعم کلروفیل b است. همچنین LHCII حاوی بخش اعظم زانتوفیل است.