Generieren von Sauerstoff (oder nicht): Oxygenic und anoxygenen Fotosynthe
Der Zweck der Photosynthese ist die Lichtenergie nutzbar zu machen und es verwenden, Elektronen durch einen Elektronentransportkette zu bewegen. Elektronenträger angeordnet sind, in der Reihenfolge der innerhalb einer Membran Erhöhung Elektropositivität. Durch diesen Prozess wird ein protonenmotorische Kraft erzeugt, die ATP zu erzeugen, verwendet wird.
Elektronegative Verbindungen sind besser auf die Elektronen abgebende als elektropositiveren diejenigen sind. Als Elektropositivitätsskala zunimmt, wird eine Verbindung besser bei Aufnahme von Elektronen.
Die verwendeten Verbindungen Elektronen zu tragen sind Phäophytin (Chlorophyll ohne Magnesiumionen (Mg2+) Mitte), Chinone, Cytochrome, plastocyanins (kupferhaltige Proteine), Nicht-Häm-Eisen Schwefel-Proteine, Ferredoxin und flavoproteins.
Es gibt zwei Hauptarten von Photosynthese: oxygenic (Die Art, die O erzeugt2) und anoxygenen (Die Art, die nicht O generiert2). Anoxygenen Photosynthese wird hauptsächlich von den Purpurbakterien verwendet, der grünen Schwefel und schwefelfreien Bakterien, die Heliobacteriaceae und der Acidobacteria. Oxygenic Photosynthese durch die Cyanobakterien, Algen und von Pflanzen verwendet.
Oxygenic Photosynthese
Oxygenic Photosynthese tritt unter anderem eukaryotischen Mikroorganismen wie Algen und Bakterien in in, wie cyanobacteria- den gleichen Mechanismus ist sowohl bei der Arbeit. Elektronenfluss geschieht durch zwei verschiedene Elektronentransportketten, die zusammen connected-, diese Elektronentransportketten werden genannt Z-Schema. Die Stars jeder Kette sind Photosystem I (PSI) und Photosystem II (PSII), von denen jede Chlorophyll Reaktion von Antennenpigmente umgeben die Mitte.
Sie nicht die Namen täuschen lassen, ist der Energiefluss von PSII PSI.
Das Chlorophyll in PSI P700 genannt, und das Chlorophyll in PSII P680 genannt wird, für die Wellenlängen des Lichts absorbiert jeder am effizientesten. Die einzelnen Schritte sind hier zusammengefasst.
Lichtenergie (ein Lichtphoton) durch PSII, spannende P680 absorbiert und macht es zu einem guten Elektronendonor daß das erste Teil der Elektronentransportkette reduziert, Pheophytin.
PSII ist normalerweise sehr elektropositiveren und es bliebe nur durch Licht, es sei denn erregt reduziert.
Das Wasser wird aufgespalten Elektronen zu erzeugen verwendet P680 zu reduzieren wieder in den Ruhezustand. Die Protonen (H+) Aus dem Wasser wirken die Protonenbewegungskraft zu erzeugen, während der Sauerstoff (was dem Weg seinen Namen) freigegeben wird.
Die Elektronen wandern durch mehrere Elektronenüberträger, bis schließlich P700 in PSI reduziert. P700 wird oxidiert bereits nach Licht absorbiert hat und ein Elektron an die nächste Elektronentransportkette gespendet.
Nach Durchlaufen einer Reihe von Elektronenüberträger, der letzte Schritt in dem Verfahren ist die Reduktion von NADP+ zu NADPH.
Neben der Produktion von NADPH, Elektronentransportfunktionen die protonenmotorische Kraft zu erzeugen, die durch ATP-Synthase verwendet wird ATP zu erzeugen.
Da Elektronen die ursprüngliche Elektronendonor zu reduzieren nicht Zyklus tun zurück, wird dieser Weg genannt nichtcyclischen Photophosphorylierung. Wenn es ideal und genug Reduktionskraft (extra Elektronen) zur Verfügung steht, haben einige der Elektronen wandern zurück P700 zu reduzieren und in dem Prozess, der Protonenbewegungskraft hinzufügen, die ATP erzeugt (oder Phosphorylierung). Wenn dies geschieht, wird es genannt zyklischen Photophosphorylierung.
Die kühle Sache über Mikroben ist, wie beständig sie mildernde Bedingungen sind. Wenn zum Beispiel PSII blockiert ist, können einige oxygenic phototrophs zyklische Photophosphorylierung mit PSI nutzen allein in ähnlicher Weise, wie anoxygenen phototrophs es tun. Statt Wasser von Oxidations, die sie verwenden entweder H2S oder H2 als Elektronendonor die Reduktionskraft (die Elektronen) für CO bereitzustellen2 Fixierung.
anoxygenen Photosynthese
Viele der Schritte in anoxygenen Photosynthese sind die gleichen wie die für oxygenic Photosynthese (den vorhergehenden Abschnitt). Beispielsweise regt Licht die photosynthetische Pigmente, wodurch sie Elektronen zu der Elektronentransportkette zu spenden und ATP wird wieder von der protonenmotorische Kraft erzeugt durch Elektronentransport erzeugt.
Hier sind die wichtigsten Möglichkeiten, die anoxygenen Photosynthese von oxygenic Photosynthese unterscheidet:
Sauerstoff wird nicht freigegeben, da P680 von PSII nicht vorhanden ist. Wasser ist zu elektropositiveren als Elektronendonor für das Photosystem zu wirken.
Je nach Art kann die Reaktionszentrum aus Chlorophyll, Bakteriochlorophyll oder andere ähnliche Pigmente. Das Reaktionszentrum in Purpurbakterien wird P870 genannt.
Einige der Träger innerhalb der Elektronenkette verschieden sind, einschließlich Bacteriopheophytin, die Bakteriochlorophyll ohne seine Mg ist2+ Ion.
Electrons Zyklus P870 zu reduzieren zurück, so ist dies eine zyklische Elektronentransportkette der Erzeugung von ATP durch zyklische Photophosphorylierung führt.
Anders als in oxygenic Photosynthese, wo NADPH das Terminal Elektronenakzeptor ist, wird kein NADPH gemacht, weil Elektronen wieder in das System Radfahren.
Ohne NADPH, haben Zellen mit einer anderen Art und Weise zu erzeugen, die Reduktionskraft zu kommen notwendig, den Calvin-Zyklus für Kohlenstoff-Fixierung zu fahren. Dies wird durch die Oxidation von Dingen wie anorganischen Verbindungen erreicht. Die Elektronen werden gespendet haben entweder Chinon Pool (Purpurbakterien) oder gespendet, um Eisen-Schwefel-Proteine (die grüne Schwefel und schwefelfreien Bakterien und der Heliobacteriaceae).
Wenn der Elektronenakzeptor nicht ausreichend elektronegativ ist (wie im Fall von Chinon), dann Reverse-Elektronenfluss benötigt wird, um die notwendigen Reduktionskraft zu erhalten. Reverse-Elektronenfluss verwendet die Protonenbewegungskraft Elektronen zu drücken NADP zu reduzieren+. Dieser Mechanismus wird häufig in anderen Situationen verwendet werden, wo mehrere Windungen des Elektronentransportzyklus notwendig sind, um genug Kraft zu erzeugen, ein Molekül NAD zu reduzieren+ oder NADP+.
In einigen phototrophs sowohl ATP und Reduktionskraft (dh Elektronendonoren wie NADH oder NADPH) von den Lichtreaktionen erzeugt, während in anderen (wie die Purpurbakterien) die Lichtreaktion ATP produziert aber Leistung reduziert hat, um in getrennten Reaktionen erhalten werden (wie oxidierende anorganische Verbindungen).