Belangrijkste verschil - Fotosysteem 1 versus 2

Fotosysteem I (PS I) en fotosysteem II (PS II) zijn twee multi-subeenheid membraan-eiwitcomplexen die betrokken zijn bij oxygenische fotosynthese. Chlorofyl is het pigment dat betrokken is bij het opvangen van lichtenergie. PS 1 bevat chlorofyl B, chlorofyl A-670, Chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700 en carotenoïden. Chlorofyl A-700 is het actieve reactiecentrum van PS 1. PS 2 bevat chlorofyl B, chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, phycobilins en xanthofylen. Chlorofyl A-680 is het actieve reactiecentrum van fotosysteem 2. De grootste verschil tussen fotosysteem 1 en 2 is dat: PS I absorbeert langere golflengten van licht (>680 nm) terwijl PS II absorbeert kortere golflengten van licht (<680 nm).

Dit artikel onderzoekt,

1. Wat is Fotosysteem 1 - Definitie, kenmerken, functie 2. Wat is Fotosysteem 2 - Definitie, kenmerken, functie 3. Wat is het verschil tussen Fotosysteem 1 en 2

Wat is Fotosysteem 1

PS I is de verzameling pigmenten van chlorofyl, die voornamelijk de golflengte van licht bij 700 nm absorberen. De laatste fase van de lichtreactie wordt gekatalyseerd door PS I. Het reactiecentrum van PS I bestaat uit chlorofyl A-700. De kern van de PS I bestaat uit psaA- en psaB-subeenheden. Kernsubeenheden van de PS I zijn groter dan de kernsubeenheden van PS II. PS I bestaat uit chlorofyl A-670, Chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B en carotenoïden. Fotonen van licht worden geabsorbeerd door hulppigmenten en doorgegeven aan het reactiecentrum. Reactiecentrum is zelf in staat fotonen te absorberen. De energie van geabsorbeerde fotonen komt vrij uit het reactiecentrum als elektronen met hoge energie. Deze elektronen worden overgedragen via reeksen elektronendragers en uiteindelijk opgenomen door NADP⁺ reductase. Het enzym NADP+-reductase produceert NADPH uit deze elektronen. Een schematisch diagram van een fotosysteem wordt getoond in figuur 1.

Figuur 1: Een fotosysteem 1 – Zonlicht, 2 – Pigmenten, 3 – Reactiecentrum, 4 – hoogenergetische elektronenstroom, 5 – Fotosysteem

Wat is Fotosysteem 2

PS II is de verzameling pigmenten van chlorofyl, die voornamelijk de golflengte van licht bij 680 nm absorberen. De eerste fase van de lichtreactie wordt gekatalyseerd door PS II. Het reactiecentrum van PS II bestaat uit chlorofyl A-680. PS II is een integraal membraaneiwit, dat bestaat uit een kern die bestaat uit D1- en D2-subeenheden. PS II bestaat uit een heleboel andere eiwitten en pigmenten die in het fotosysteem zijn gerangschikt. De pigmenten zijn chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B en phycobilins en xanthofylen. PS II haalt energie uit het absorberen van fotonen of bijbehorende accessoire pigmenten in het antennecomplex. Hoogenergetische elektronen worden gegenereerd uit de energie van de geabsorbeerde fotonen. Deze elektronen worden door een elektronentransportketen geleid. Tijdens de elektronentransportketen geeft PS II elektronen door aan plastochinon (PQ), dat de elektronen naar het cytochroom bf-complex transporteert. In PS II vindt fotolyse van water plaats om de vrijgekomen elektronen van PS II te vervangen. Voor elk watermolecuul, dat wordt gehydrolyseerd, worden twee moleculen PQH2 gevormd. De totale reactie in PS II wordt hieronder getoond.

2PQ (plastochinon) + 2H₂O → O2 + 2PQH₂ (plastochinol)

Figuur 2: Fotosysteem 2

Verschil tussen fotosysteem 1 en 2

Plaats

Fotosysteem 1: Fotosysteem 1 bevindt zich op het buitenoppervlak van het thylakoïde membraan.

Fotosysteem 2: Fotosysteem 2 bevindt zich op het binnenoppervlak van het thylakoïde membraan.

Fotocentrum

Fotosysteem 1: Het fotocentrum van het fotosysteem 1 is P700.

Fotosysteem 2: Het fotocentrum van het fotosysteem 2 is P680.

Absorberende golflengte:

Fotosysteem 1: Pigmenten absorberen langere golflengten van licht (>680 nm).

Fotosysteem 2: Pigmenten absorberen kortere golflengten van licht (<680 nm).

Fotofosforylering

Fotosysteem 1: Fotosysteem 1 is betrokken bij zowel cyclische als niet-cyclische fotofosforylering.

Fotosysteem 2: fotosysteem 2 is alleen betrokken bij cyclische fotofosforylering.

fotolyse

Fotosysteem 1: In fotosysteem 1 vindt geen fotolyse van water plaats.

Fotosysteem 2: Fotolyse van water vindt plaats in fotosysteem 2.

Hoofdfunctie

Fotosysteem 1: De belangrijkste functie van het fotosysteem 1 is de NADPH-synthese.

Fotosysteem 2: De belangrijkste functie van het fotosysteem 2 is ATP-synthese en hydrolyse van water.

Elektronenvervanging

Fotosysteem 1: Vrijgekomen hoogenergetische elektronen worden vervangen door de vrijkomende energie van fotolyse.

Fotosysteem 2: Vrijgekomen hoogenergetische elektronen worden vervangen door de elektronen die vrijkomen uit fotosysteem II.

Pigmenten

Fotosysteem 1: PS 1 bevat chlorofyl B, chlorofyl A-670, Chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700 en carotenoïden.

Fotosysteem 2: PS 2 bevat chlorofyl B, chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, phycobilins en xanthofylen.

Samenstelling van de kern

Fotosysteem 1: De kern van de PS I bestaat uit psaA- en psaB-subeenheden.

Fotosysteem 2: De kern van de PS II bestaat uit D1- en D2-subeenheden.

Conclusie

PS I en PS II zijn de twee fotosystemen die de lichtreactie van fotosynthese aansturen. De eerste fase van de lichtreactie vindt plaats in PS II, terwijl de laatste fase van de lichtreactie plaatsvindt in PS I. Elk van de twee fotosystemen bestaat uit een verzameling eiwitten en pigmenten. Chlorofylen zijn de belangrijkste pigmenten in fotosystemen. Het reactiecentrum van PS I bestaat uit chlorofyl A-700 en het reactiecentrum van PS II bestaat uit chlorofyl A-680. Behalve chlorofylen zijn ook carotenoïden aanwezig in fotosystemen. De kern van de PS I bestaat uit grote subeenheden van psaA- en psaB-eiwitten. De kern van de PS II bestaat uit relatief kleine subeenheden van D1 en D2. Watermoleculen worden gehydrolyseerd bij PS II om de vrijkomende elektronen van elk van de twee fotosystemen te vervangen. Elektronen die vrijkomen uit PS I worden gebruikt door NADP+-reductase, waarbij NADPH wordt geproduceerd. Het belangrijkste verschil tussen Fotosysteem 1 en 2 zijn echter de golflengten van zonlicht, die worden geabsorbeerd door elk van de reactiecentra van fotosystemen.

Referentie:1. Caffarri, Stefano, Tania Tibiletti, Robert C. Jennings en Stefano Santabarbara. "Een vergelijking tussen Plant Photosystem I en Photosystem II Architectuur en werking." Huidige eiwit- en peptidewetenschap. Bentham Science Publishers, juni 2014. Web. 17 april 2017.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "Schema-photosysteme" door -Pinpin 19:24, 24 mei 2006 (UTC) - Eigen werk, gemaakt met inkscape (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "Photosystem-II 2AXT" door Neveu, Curtis (C31004) (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia