Kľúčový rozdiel medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2 je v tom, že fotosystém 1 má reakčné centrum zložené z chlorofylu, molekuly P700, ktorá absorbuje svetlo s vlnovou dĺžkou 700 nm. Na druhej strane má fotosystém II reakčné centrum obsahujúce chlorofyl, molekulu P680, ktorá absorbuje svetlo s vlnovou dĺžkou 680 nm.
Fotosystémy sú súborom molekúl chlorofylu, molekúl pomocných pigmentov, bielkovín a malých organických zlúčenín. Existujú dva hlavné fotosystémy; fotosystém I (PS I) a fotosystém II (PS II), prítomné v tylakoidných membránach chloroplastov v rastlinách. Obidve vykonávajú svetelnú reakciu fotosyntézy. Rastliny teda v podstate potrebujú oba tieto fotosystémy. Je to preto, že odstraňovanie elektrónov z vody vyžaduje viac energie ako svetlom aktivovaný fotosystém, ktorý môžem dodať. V dôsledku toho môže fotosystém II absorbovať svetlo s kratšou vlnovou dĺžkou (vyššou energiou) a spája sa v tandeme s PS I, čo umožňuje necyklický tok elektrónov.
Čo je Photosystem 1?
Fotosystém I (PS I) je jedným z dvoch fotosystémov, ktoré sa podieľajú na svetelnej reakcii fotosyntézy v rastlinách a riasach. Fotosystém som objavil pred fotosystémom II. Na rozdiel od PS II, PS I obsahuje viac chlorofylu a ako chlorofylu b. PS I je tiež prítomný na vonkajšom povrchu tylakoidných membrán a dá sa ľahko vizualizovať ako PS II. Okrem toho sa PS I podieľa na cyklickej fosforylácii a produkuje NADPH.
Okrem toho existujú dve hlavné časti fotosystému, ako je anténny komplex (komplex molekúl pigmentu zachytávajúci svetlo) a reakčné centrum. V komplexe na zber svetla je asi 200-300 molekúl pigmentu. Vo fotosystéme sa nachádzajú rôzne molekuly pigmentu, ktoré zbierajú svetlo a prenášajú z jedného do druhého a nakoniec odovzdajú molekulu reakčného centra špecializovanému chlorofylu. Fotosystém I má reakčné centrum zložené z chlorofylu a molekuly P700. Je schopný absorbovať svetlo pri vlnovej dĺžke 700 nm.
Obrázok 01: Svetelná reakcia fotosyntézy
Keď svetlozberný komplex PS I absorbuje energiu a odovzdá sa svojmu reakčnému centru, molekula chlorofylu a v reakčnom centre excituje a uvoľní elektróny s vysokou energiou. Tieto vysokoenergetické molekuly prechádzajú cez nosiče elektrónov, pričom uvoľňujú svoju energiu. Napokon prichádzajú do reakčného centra PS II. Keď elektróny cestujú cez elektrónový transportný reťazec, produkuje NADPH.
Čo je Photosystem 2?
Fotosystém II alebo PS II je druhý fotosystém, ktorý zahŕňa fotosyntézu závislú od svetla. Obsahuje reakčné centrum zložené z chlorofylu molekuly P680. PS II absorbuje svetlo s vlnovou dĺžkou 680 nm. Okrem toho obsahuje viac pigmentov chlorofylu b ako chlorofyl a. PS II je prítomný vo vnútorných povrchoch tylakoidných membrán. PS II je dôležitý, pretože s ním dochádza k fotolýze vody. Okrem toho fotolýza produkuje molekulárny kyslík, ktorý dýchame. Preto, podobne ako PS I, je PS II tiež mimoriadne dôležitý pre všetky živé organizmy.
Pigmentové molekuly absorbujú svetelnú energiu a prenášajú sa na molekuly chlorofylu P 680 v reakčnom centre PS II. Preto, keď P680 dostane energiu, vzruší sa a uvoľní molekuly s vysokou energiou. V dôsledku toho molekuly primárneho akceptora elektrónov vyberú tieto elektróny a nakoniec ich odovzdajú PS I prechodom cez sériu nosných molekúl, ako je cytochróm.
Obrázok 02: Fotosystém II
Keď sa elektróny prenášajú cez elektrónové nosiče s nízkou energetickou hladinou, časť uvoľnenej energie sa využíva pri syntéze ATP z ADP prostredníctvom procesu nazývaného fotofosforylácia. Súčasne svetelná energia štiepi molekuly vody prostredníctvom fotolýzy. Fotolýza produkuje 4 molekuly vody, 2 molekuly kyslíka, 4 protóny a 4 elektróny. Tieto vytvorené elektróny nahrádzajú elektróny stratené z chlorofylu molekuly PS I. Molekulárny kyslík sa nakoniec vyvíja ako vedľajší produkt fotolýzy.
Aké sú podobnosti medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2?
- PS I aj PS II sa podieľajú na reakciách fotosyntézy závislých od svetla. Sú rovnako dôležité pri fotosyntéze.
- Majú dve hlavné časti, ako je anténny komplex a reakčné centrum.
- Okrem toho obsahujú fotosyntetické pigmenty, ktoré dokážu absorbovať rôzne vlnové dĺžky slnečného svetla.
- Obidve sú tiež prítomné na tylakoidných membránach grana z chloroplastov.
- Okrem toho, reakčné centrum každého fotosystému obsahuje molekulu chlorofylu.
Aký je rozdiel medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2?
Fotosystém I má vo svojom reakčnom centre chlorofyl molekulu P700, zatiaľ čo Fotosystém II má vo svojom reakčnom centre chlorofyl molekulu P680. PS I teda absorbuje svetlo pri vlnovej dĺžke 700 nm, zatiaľ čo PS II absorbuje svetlo pri vlnovej dĺžke 680 nm. Preto to môžeme považovať za kľúčový rozdiel medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2. Oba fotosystémy sa podieľajú na reakcii fotosyntézy závislej od svetla. Avšak PS I zahŕňa cyklickú fosforyláciu, zatiaľ čo PS II zahŕňa necyklickú fosforyláciu. Je to teda aj rozdiel medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2.
Ďalší rozdiel medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2 je v tom, že PS I je bohatý na pigmenty chlorofyl-a, zatiaľ čo PS II je bohatý na pigmenty chlorofyl b. Jedným z dôležitých rozdielov medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2 je tiež proces fotolýzy. Fotolýza sa vyskytuje v PS II, zatiaľ čo sa nevyskytuje v PS I. Podobne molekula kyslíka sa vyvíja z PS II, zatiaľ čo v PS I sa nevyskytuje. Okrem toho je fotosystém I prítomný na vonkajšom povrchu tylakoidných membrán, zatiaľ čo fotosystém II je prítomný vo vnútornom povrchu tylakoidných membrán. Preto je to tiež významný rozdiel medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2.
Pod infografikou o rozdieloch medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2 nájdete viac informácií o týchto rozdieloch.
Zhrnutie – Fotosystém 1 vs Fotosystém 2
Fotosystém I a Fotosystém II sú dva hlavné fotosystémy, ktoré uskutočňujú reakcie fotosyntézy v rastlinách závislé od svetla. PS I zahŕňa cyklickú fosforyláciu, zatiaľ čo PS II zahŕňa necyklickú fosforyláciu. Reakčné centrum PS I obsahuje chlorofyl molekulu P700, zatiaľ čo reakčné centrum PS II obsahuje chlorofyl molekulu P680. V súlade s tým PS I absorbuje svetlo pri vlnovej dĺžke 700 nm, zatiaľ čo PS II absorbuje svetlo pri vlnovej dĺžke 680 nm. Fotolýza vody a produkcia molekulárneho kyslíka sa vyskytujú v súvislosti s PS II, zatiaľ čo tieto dve udalosti sa nevyskytujú v PS I. Toto je zhrnutie rozdielu medzi fotosystémom 1 a fotosystémom 2.
