I due principali complessi proteici della membrana multi-subunità si differenziano per la lunghezza d'onda assorbente, in cui il fotosistema I o PS 1 assorbe la lunghezza d'onda più lunga della luce che è 700 nm mentre il fotosistema II o PS 2 assorbe la lunghezza d'onda più corta della luce 680 nm .
In secondo luogo, ogni fotosistema viene riempito dagli elettroni, dopo la perdita di un elettrone, ma le fonti sono diverse da dove PS II riceve elettroni dall'acqua mentre PS I ottiene elettroni da PS II attraverso una catena di trasporto di elettroni.
I fotosistemi sono coinvolti nella fotosintesi e si trovano nelle membrane tilosoidali di alghe, cianobatteri e principalmente nelle piante. Sappiamo tutti che le piante e altri organismi fotosintetici raccolgono energia solare che è supportata dalle molecole di pigmento che assorbono la luce presenti nelle foglie.
L'energia solare assorbita o l'energia luminosa nelle foglie viene convertita in energia chimica nella prima fase della fotosintesi. Questo processo subisce una serie di reazioni chimiche note come reazioni dipendenti dalla luce.
I pigmenti fotosintetici come la clorofilla a, la clorofilla b e i carotenoidi sono presenti nelle membrane tilacoidi del cloroplasto. Il fotosistema costituisce i complessi di raccolta della luce, che comprende 300-400 clorofille, proteine e altri pigmenti. Questi pigmenti si eccitano dopo aver assorbito il fotone, quindi uno degli elettroni viene commutato in orbitale di energia superiore.
Il pigmento eccitato trasmette la sua energia al pigmento vicino mediante il trasferimento di energia di risonanza, e queste sono le interazioni elettromagnetiche dirette. Inoltre, a sua volta, il pigmento vicino trasferisce energia al pigmento e il processo viene ripetuto più volte. Insieme, queste molecole di pigmento raccolgono la loro energia e passano verso la parte centrale del fotosistema noto come centro di reazione.
Sebbene i due fotosistemi nelle reazioni dipendenti dalla luce abbiano preso il nome dalla serie, sono stati scoperti, ma il fotosistema II (PS II) arriva prima nel percorso del flusso di elettroni e poi nel fotosistema I (PSI). In questo contenuto, esploreremo la differenza tra i due tipi di photosystem pf e una breve descrizione di essi.
Tabella di confronto
| Base per il confronto | Sistema fotografico I (PS I) | Photosystem II (PS II) |
|---|---|---|
| Senso | Il fotosistema I o PS I utilizza energia luminosa per convertire NADP + in NADPH2. Coinvolge il P700, la clorofilla e altri pigmenti. | Il fotosistema II o PS II è il complesso proteico che assorbe l'energia della luce, coinvolgendo P680, clorofilla e pigmenti accessori e trasferendo elettroni dall'acqua al plastochinone e quindi agisce nella dissociazione delle molecole d'acqua e produce protoni (H +) e O2. |
| Posizione | Si trova sulla superficie esterna della membrana tiroidea. | Si trova sulla superficie interna della membrana tiroidea. |
| Fotocenter o centro di reazione | P700 è il centro fotografico. | P680 è il centro fotografico. |
| Lunghezza d'onda assorbente | I pigmenti nel fotosistema 1 assorbono lunghezze d'onda più lunghe della luce che è di 700 nm (P700). | I pigmenti nel fotosistema2 assorbono lunghezze d'onda più corte della luce che sono 680 nm (P680). |
| photophosphorylation | Questo sistema è coinvolto nella fotofosforilazione sia ciclica che non ciclica. | Questo sistema è coinvolto sia nella fotofosforilazione ciclica. |
| fotolisi | Non si verifica fotolisi. | La fotolisi si verifica in questo sistema. |
| pigmenti | Il fotosistema I o PS 1 contiene clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B e carotenoidi. | Il fotosistema II o PS 2 contiene clorofilla A-660, clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B, xantofofille e ficobiline. |
| Il rapporto tra i pigmenti carotenoidi della clorofilla | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Funzione | La funzione principale del fotosistema I è nella sintesi NADPH, dove riceve gli elettroni da PS II. | La funzione principale del fotosistema II è l'idrolisi dell'acqua e la sintesi di ATP. |
| Composizione di base | Il PSI è composto da due subunità che sono psaA e psaB. | La PS II è composta da due subunità composte da D1 e D2. |
Definizione di Photosystem I
Il fotosistema I o PSI si trova nella membrana del tilacoide ed è un complesso proteico multisubunit presente nelle piante verdi e nelle alghe. Il primo passo iniziale di intrappolare l'energia solare e la successiva conversione mediante trasporto di elettroni guidato dalla luce. PS I è il sistema in cui la clorofilla e gli altri pigmenti vengono raccolti e assorbono la lunghezza d'onda della luce a 700 nm. È la serie di reazioni e il centro di reazione è costituito dalla clorofilla a-700, con le due subunità, ovvero psaA e psaB.
Le subunità di PSI è più grande delle subunità PS II. Questo sistema comprende anche la clorofilla a-670, la clorofilla a-680, la clorofilla a-695, la clorofilla b e i carotenoidi. I fotoni assorbiti vengono trasportati nel centro di reazione con l'aiuto dei pigmenti accessori. I fotoni vengono ulteriormente rilasciati dal centro di reazione sotto forma di elettroni ad alta energia, sottoposti a una serie di portatori di elettroni e infine utilizzati da NADP + reduttasi. Il NADPH è prodotto attraverso l'enzima NADP + reduttasi da tali elettroni ad alta energia. NADPH è usato nel ciclo di Calvin.
Pertanto, l'obiettivo principale del complesso proteico di membrana integrale che utilizza energia luminosa per produrre ATP e NADPH. Il fotosistema I è anche noto come plastocianina-ferredossina ossidoreduttasi.
Definizione di Photosystem II
Il fotosistema II o PS II è il complesso proteico incorporato nella membrana, costituito da oltre 20 subunità e circa 100 cofattori. La luce viene assorbita dai pigmenti come carotenoidi, clorofilla e ficobilina nella regione nota come antenne e ulteriormente questa energia eccitata viene trasferita al centro di reazione. Il componente principale sono le antenne periferiche che sono impegnate nella luce assorbente insieme alla clorofilla e ad altri pigmenti. Questa reazione viene eseguita nel complesso centrale che è il sito per le prime reazioni a catena del trasferimento di elettroni.
Come discusso in precedenza, PS II assorbe la luce a 680 nm ed entra allo stato ad alta energia. Il P680 dona un elettrone e lo trasferisce alla feofitina, che è l'accettore di elettroni primario. Non appena il P680 perde un elettrone e ottiene una carica positiva, ha bisogno di un elettrone per il rifornimento che viene soddisfatto dalla scissione delle molecole d'acqua.
L'ossidazione dell'acqua si verifica nel centro di manganese o nel cluster Mn4OxCa . Il centro di manganese ossida due molecole contemporaneamente, estraendo quattro elettroni e producendo così una molecola di O2 e rilasciando quattro ioni H +.
Esistono vari meccanismi contraddittori del suddetto processo in PS II, sebbene i protoni e gli elettroni estratti dall'acqua siano usati per ridurre NADP + e nella produzione di ATP. Il fotosistema II è anche noto come acqua-plastochinone ossidoreduttasi ed è definito il primo complesso proteico nella reazione alla luce.
Differenze chiave tra il fotosistema I e il fotosistema II
Alcuni punti mostreranno la variazione tra il fotosistema I e il fotosistema II:
- Il fotosistema I o PS I e il fotosistema II o PS II sono il complesso mediato da proteine e l'obiettivo principale è quello di produrre energia (ATP e NADPH2), che viene utilizzata nel ciclo di Calvin, il PSI utilizza energia leggera per convertire NADP + in NADPH2. Coinvolge P700, clorofilla e altri pigmenti, mentre PS II è il complesso che assorbe energia luminosa, coinvolgendo P680, clorofilla e pigmenti accessori e trasferendo elettroni dall'acqua al plastochinone e quindi lavorando nella dissociazione delle molecole d'acqua e produce protoni (H +) e O2.
- Il fotosistema I si trova sulla superficie esterna della membrana tilosoidea ed è legato allo speciale centro di reazione noto come P700, mentre PS II si trova sulla superficie interna della membrana tilosoidea e il centro di reazione è noto come P680.
- I pigmenti nel fotosistema 1 assorbono lunghezze d'onda della luce più lunghe di 700 nm (P700), d'altra parte, i pigmenti nel fotosistema2 assorbono lunghezze d'onda della luce più corte di 680 nm (P680).
- La fotofosforilazione nella PS I è coinvolta nella fotofosforilazione sia ciclica che non ciclica, mentre la PS II è coinvolta nella fotofosforilazione ciclica.
- Non si verifica fotolisi in PS I, sebbene accada il fotosistema II.
- Il fotosistema I o PS I contiene clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B e carotenoidi nel rapporto di 20-30: 1, mentre nel fotosistema II o PS 2 contiene clorofilla A-660, clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B, xantofofille e ficobiline nel rapporto di 3-7: 1.
- La funzione principale del fotosistema I nella sintesi NADPH, dove riceve gli elettroni da PS II, e il fotosistema II è l'idrolisi della sintesi di acqua e ATP.
- La composizione principale nell'IPS è composta da due subunità che sono psaA e psaB e PS II è costituita da due subunità composte da D1 e D2.
Conclusione
Quindi possiamo dire che la fotosintesi delle piante comprende due processi; le reazioni dipendenti dalla luce e la reazione di assimilazione del carbonio che è fuorviante anche conosciuta come reazioni oscure. Nelle reazioni alla luce, i pigmenti fotosintetici e la clorofilla assorbono la luce e si convertono in ATP e NADPH (energia).
