وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در طرح درس نقش کاروتنوئیدها در فتوسنتز در مورد اهمیت حذف رادیکال های آزاد صحبت به میان آمد . در این طرح راهکارهای حذف این رادیکال ها را با هم بررسی می کنیم. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اکسیداسیون نوری

اهداف:

  • آشنایی با اکسیداسیون نوری
  • آشنایی با روش های جلوگیری از اکسیداسیون نوری


 
در طرح درس" نقش کاروتنوئیدها در فتوسنتز" در مورد اهمیت حذف رادیکال های آزاد صحبت به میان آمد. در این طرح راهکارهای حذف این رادیکال ها را با هم بررسی می کنیم.

 


حداقل دو روش برای جلوگیری از اکسیداسیون نوری وجود دارد- یا وقتی سوپر اکسید تشکیل می شود، حذف می گردد یا از تشکیل آن جلوگیری شود. یک سیستم مؤثر برای حذف سوپر اکسیدآنزیم سوپر اکساید دیسمیوتاز(SOD) (Superoxide dismutase) است. sod در چند بخش از سلول به خصوص کلروپلاست یافت می شود. این آنزیم می تواند رادیکال های سوپراکسید را از تشکیل پراکسید هیدروزن و اکسیژن مولکولی غیرفعال کند:

 

H2O2  به نوبه خود توالی از واکنش ها، به وسیله ی اسکوربات، گلوتامین و NADPH به آب احیا می شود. احیای H2O2 ضروری است، چرا که اگر این ترکیب احیا نشود، با O2-  واکنش خواهد داد و OH0 تشکیل خواهد شد.OH0 یک رادیکال بسیار سمی است که می تواند به سرعت به پروتئین ها آسیب برساند.

روش دیگر این است که از راه به دام انداختن و پراکنده کردن انرژی برانگیختگی مازاد قبل از رسیدن آن به مرکز واکنش و ورود آن به زنجیره ی انتقال الکترون از تشکیل رادیکال سوپراکساید ممانعت شود. زئازانتین در اثر فرایندی که به چرخه ی زانتوفیل xanthophyll cycle معروف است از وایولازانتین ساخته می شود. 
 


وایولازانتین یک دی آپوکسید است یعنی حاوی دو گروه آپوکسی است که هر کدام روی یک حلقه قرار دارند. در شرایط نور شدید، وایولازانتین با حذف دو اکسیژن به زئازانتین تبدیل می شود(دی اپوکسیداسیون). دی اپوکسیداسیون فرایندی دو مرحله ای است- حذف اولین اکسیژن یک مونواپوکسید واسطه تولید می کند. دی اپوکسیداسیون همچنین به وسیله ی PH پایین لومن که پیامد طبیعی انتقال الکترون در شرایط نور زیاد است تحریک می شود. در واکنش عکس که در تاریکی اتفاق می افتد زئازانتین مجدداً اپوکسیده می شود و ایولازانتین ساخته می شود.

هر چند ثابت شده است چرخه زانتوفیل نقش کلیدی در محافظت نوری کلروپلاست بازی می کند، اما سازوکار مولکولی دقیق این فرایند هنوز به خوبی روشن نیست. مشخص شده است که کاروتنوئیدها به سادگی انرژی را به شکل حرارات از دست می دهند. همچنین به خوبی نشان داده شده است که زئازانتین با تعداد افزایش یافته ی پیوندهای الحاقی کربن –کربن می تواند انتقال انرژی را از کلروفیل برانگیخته شده در جهت شیب انرژی قبول کند.
 
این مشاهدات اساسی برای این فرضیه تشکیل می دهند که زئازانتین در کمپلکس انتن انرژی را مستقیماً از کلروفیل دریافت می کند و آن را به گونه ای که خسارت زا نباشد به صورت حرارت پراکنده می سازد. بنابراین چرخه ی زانتوفیل به عنوان یک کلید عمل می کند، هرجا که نیاز به پراکنش انرژی مازاد باشد زئازانتین تولید می کند و در شرایط تشعشع کم، وقتی که انرژی بیشتری برای فتوسنتز لازم است، زئازانتین را حذف می کند. ارزش بالقوه ی چرخه ی زانتووفیل با توجه به این نکته که گیاهان محتوی کاروتنوئیدشان را در پاسخ به شرایط محیطی تغییر می دهند، مشخص می شود.
 
برای مثال نسبت کاروتنوئید به کلروفیل معمولاً در گیاهانی که در معرض نور خورشید قرار دارند بیشتر از برگ هایی است که در سایه قرار دارند. به نظر می رسد چرخه زانتوفیل در تمام گیاهان صورت می گیرد و این فرایند کلروپلاست را از خسارت های نوری بالقوه ای که در اثر نور به وجود می آید محافظت می کند.

هم اکنون علف کش های بسیاری موجودند که در وظایف مختلف سلولی اختلال ایجاد می کنند. در عین حال بسیاری از علف کش های تجاری مهم تر با ایجاد اختلال در انتقال الکترون فتوسنتزی انجام وظیفه می کنند. دو گروه عمده از این علف کش ها عبارتند از:
  • مشتقات اوره مانند مونورونMonuron و دیورونdiuron
  • علف کش های تریازین مانند اترازین و سیمازین

علف کش های اوره و تریازین به وسیله ی ریشه جذب می شوند و به برگ  ها منتقل می گردند. سپس این دو علف کش به مکان اتصال QB به پروتئین D1 در فتوسیستم II متصل می شوند. این علف کش ها در اتصال پلاستوکوئینون به مکان یاد شده اختلال ایجاد می کنند و بنابراین انتقال الکترون ها را به پلاستوکوئینون متوقف می سازند.

علف کش های تریازین در مزارع ذرت به گونه ای وسیع مورد استفاده قرار می گیرند زیرا ریشه های ذرت حاوی آنزیمی اند که علف کش ها را تجزیه می کنند و آن ها را غیر فعال می سازند. سایر گیاهان نیز مقاوم اند. برخی از گیاهان مانند پنبه در غده های مخصوصی علف کش را از محیط سلول جدا می کنند در صورتی که بقیه گیاهان ریشه ی خود را در زیر منطقه ی کاربرد این علف کش گسترش می دهند و از جذب این علف کش اجتناب می کنند.

 

لینک فیلم طرز کار یک علف کش:


 

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل صحرانشین سامانی
تنظیم: مریم فروزان کیا
تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین