Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon

Fotosentez tepkimeleri ışığa bağımlı ve ışığa bağımsız tepkimeler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Biz bu biyoloji yazımızda fotosentezin ışığa bağlı tepkimelerin de gerçekleşen devirli ve devirsiz fotofosforilasyon olayını anlatacağız.

Bilindiği üzere fotosentez olayı kloroplast içerisinde meydana gelmektedir. Işığa bağımı tepkimlerde kloroplastın grana olarak adlandırılan yapısında meydana gelmektedir. Fotosentezin ışığa bağımlı evresinde temel amaç; fotosentezin ışıktan bağımsız evresinde meydana gelen tepkimeler için ATP ve NADPH moleküllerini sentezlemektir.

Işığa bağımlı tepkimelerde ATP sentezi meydana gelmektedir. Işığın enerjisini kullanarak ATP sentezinin gerçekleşmesine fotofosforilasyon denilmektedir. Fotofosforilasyon olayı ile ışık enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülmüş olunur.

Fotosentezin ışığa bağımlı tepkimelerinde elektron taşıma sistemi (ETS) elemanları önemli görev almaktadır. Işık enerjisi ile klorofilden kopan elektron parçaları elektron taşıma sistemi (ETS) elemanlarına sırasıyla aktarılır ve ets elemanlarından aktarılan elektronların enerjisi ile ATP sentezi yapılmış olunur.

Fotosentezin ışığa bağımlı tepkimlerinde ışık enerjisinin etkisiyle klorofildenn kopan elektronlarında tekrar klorofile dönüp dönmemesine göre, devirli ve devirsiz fotofosforilasyon olarak üzere ikiye ayrılmaktadır.

DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON

Işığa bağımlı tepkimeler de klorofilden kopan elektron parçalarının tekrar klorofile dönmesiyle ATP sentezlenmesi olayına devirli fotofosforilasyon denilmektedir.

Devirli Fotofosforilasyon Sırasında Gerçekleşen Olaylar

  • Fotosistem 1 olarak adlandırılan olay ışık enerjisini soğurur ve ışık enerjisinin yardımıyla klorofilden yüksek enerjili bir elektron parçası kopar. Klorofilden elektron kopmasıyla klorofil yükseltgenmiş olur.

  • Klorfilden kopan elektron önce ets elemanı olan ferrodoksin (Fd) tarafından yakalanarak indirgenir.
  • Ferrodoksin tarafından indirgenen elektron daha sonra yükseltgenmek için sitokromlara (Stk) verilir. Daha sonra sitokromlarda bulunan elektron plastosiyanine (Pc) verilir.
  • Plastosiyanine aktarılan elektron işlemi tamamlandıktan sonra tekrar klorofile aktarılır. Böylece devirli fotofosforilasyon olayı gerçekleşmiş olur.
  • Bu bilgiler doğrultusunda şu bilgileri elde edebiliriz. Devirli fotofosforilasyon olayında hiçbir madde kullanmadan STp molekülü sentezlenmektedir. Gerçekleşen tüm bu olayları aşağıdaki gibi formüle çevirebiliriz.

ÖNEMLİ BİLGİ:
Yazımız içerisinde geçen yükseltgenme ve indirgenme terimlerinin anlamı ,se; eğer bir molekül elektron veriyorsa yükseltgenmiş olunur, eğer molekül elektron alıyorsa ingirgenmiş olunur.

DEVİRSİZ FOTOFOSFORİLASYON

Devirsiz fotofosforilasyon, ışık enerjisinden kopan elektron parçasının tekrar klorfile dönmemesi olarak tanımlanabilmektedir. Devirsiz fotofosforilasyon olayında klorfil molekülerininin bulunduğu fotosistem 1 ve fotosistem 2 görev almaktadır.

Fotosistem 1 700 nanometre dalga boyundaki ışığı emerken iken fotosistem 2 680 nanometre dalga boyundaki ışığı absorbe etmektektedir. Devirsiz fotofosforilasyon olaylarını fotosistem 1 ve fotosistem 2 ışığı absorbe ederek başlatmaktadır.

Devirsiz Fotofosforilasyon olayında görev alan elektron taşıma sistemi (ETS) elemenları;

  • Plastokinon (Pq)
  • Sitokromlar (Stk)
  • Plastosiyanin (Pc)
  • Ferrodoksin (Fd)

Devirsiz Fotofosforilasyon Olayında Gerçekleşen Olaylar

  • Fotosistem 2’den ışık nerjisinin yardımıyla sistemden ayrılan yüksek enerjili elektron parçası ilk alıcı tarafından tutulur.
  • Daha sonra elektronlar elektron taşıma sistemi elemanları olan plastokinon, sitokrom ve plastokinon yardımıyla fotosistem 1’e aktarılır.
  • Yaşanan bu durumda karşısında fotosistem 2 elektron verdiği için yükseltgenir, fotosistem 1 ise elektron aldığı için indirgenir.
  • Bur olay esnasında meydana gelen enerji ATP sentaz enzimi yardımıyla ATP sentezinde kullanılır.
  • Fotosistem 1 varan elektronlar ışık enerjisinin etkisiyle tekrar uyarılarak enerji kazanırlar. Bu elektronlar ilk alıcı ile tutularak ferrodoksine iletilir.
  • Ferrodoksin bu elektronları stromadaki enzimlerin yardımıyla NADP’ye verir ve böylecve yükseltgenmiş olur.

Tüm olaylar gerçekleştiği esnada ise tiloksit boşlukta su moleküllerinin fotolizi meydana gelir. Suyun fotolizi demek suyun parçalanması demektir. Suyun parçalanması ile elektron, hidrojen ve oksijen atomları oluşur. Suyun parçalanması ile oluşan elektronlar fotosistem 2’ye ve ETS’ye aktarılır. Hidrojen atomunun NADP tarafından tutulması ile NADPH molekülü sentezlenir. Oksijen molekülü ise atmosfere aktarılır.

ÖNEMLİ NOT:
ışık nerjisinin yardımıyla su moleküllerinin iyonlarına kadar parçalanmasına fotoliz olayı denilmektedir. Suyun fotolizi ile atmosfer için oksijen, NADP için hidrojen ve fotosistem 2 için elektron kaynağı elde edilmektedir.

Sonuç olarak devirsiz fotofosforilasyon olayında top 2 ATP, 2 NADPH ve oksijen molekülü sentezlenmiş olur.

Işığa bağımlı fotosentez tepkimlerinde üretilen 3 ATP, 2 NADPH ve bir oksijen molekülüdür. Işıklı evrede üretilen bu enerji hepsi ışığa bağımsız reaksiyonlarda kullanılır.

Devirsiz fotofosforilasyon olayını denkleme dökecek olursak.

Tüm bilgilerden yola çıkarak fotosentez tepkimelerin ışığa bağımlı reaksiyonlarında üretilen net atp sayısı 3×6=18 ATP ve 2×6=12 NADPH molekülüdür. Bu net kazancın tümü fotosentezin ışıktan bağımısız tepkimlerinde kullanılır. Bu enerji kloroplastın sıvısı içerisinde yer alan stromasında tutulur.

Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon – PDF

 

 

 

CEVAP VER

Please enter your comment!
buraya adınızı giriniz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.