Fotofosforilasyon

Fotofosforilasyon (Yun. phôs, phōt φῶς, φωτ ışık,^[1] phōsphóros φωσφόρος ışık getiren^[2]) Yaşayan canlılar sadece iki kaynaktan enerji elde edebilirler: güneş ışığı ve redoks tepkimeleri. Bütün canlılar yaşamları için gerekli değişmez ürün ATP'yi üretirler. Fosforilasyonda yüksek enerjili elektron vericisi ve düşük enerjili elektron alıcısı oluşturmak için ışık enerjisi kullanılır. Elektronlar spontan olarak vericiden alıcıya doğru elektron taşıma zinciriyle hareket ederler.

Mekanizması

Kloroplastta CO₂ indirgenmesi ve fotosentez ürünlerinin yapılabilmesi için bazı enzimlerin yanında ATP sentezi de gereklidir. Arnn ve arkadaşları izole kloroplastların ışık altında ATP oluşturabildiklerini göstermişler ve bu olaya "fotofosforilasyon" adını vermişlerdir. Burada ışık enerjisi ATP haline yani kimyasal enerjiye dönüştürülmektedir. Ancak CO₂'in karbonhidratlara indirgenebilmesi için ATP yanında bu indirgeme için gerekli H₊'leri veya elektronları sağlayan indirgeyici bir maddenin de olması gerekmektedir. Kloroplastlarda bu görevi yapan maddenin bir pirimidin nükleotid olan NADP⁺ olduğu saptanmıştır. Ortamda H₂O, ADP ve inorganik fosfat olduğunda izole kloroplastlarda NADP indirgenmektedir.

Reaksiyonun denklemi şöyledir:

2ADP + 2Pi + 2NADP+ 4H₂O → 2 ATP + O₂ + 2NADPH₂ + 2H₂O

ATP, NADPH ile birlikte CO₂ asimilasyonu için enerji gereksinimini karşılamaktadır. Yani kloroplastlarda ışık altında bu iki ürün asimilasyon gücünü oluşturmaktadır.

Elektron taşınımı

Kloroplastlarda fotosentetik elektron taşınımı

PSI'in (fotosistem I) elektron yakalayıcısı olan ferrodoksin ışıkla uyarılmış bir P₇₀₀ molekülünün verdiği e^- indirgenir. Elektron yitiren P₇₀₀ ise oksitlenir yani yükseltgenir, oysa ferrodoksine sürekli bir e^- akımı olması için P₇₀₀'ünde sürekli şekilde indirgenmiş durumda olması yani kendisine elektron sağlaması gereklidir. Bu durumda PSI'e e^- veren diğer bir sistem yani PSII işler halde olmak zorundadır. Işıkta oksitlenen P₇₀₀' e elektron veren maddenin sitokromb₆f veya bakır içeren bir protein olan plastosiyanin olduğu bilinmektedir. Son görüşlere göre e^-'nun sitokromb₆f'den plastosiyanin ile aktarıldığı ortaya konmuştur. Sitokromb₆f'nin plastosiyonine verdiği elektron PSII'de oksitlenen (Hill reaksiyonunda) sudan gelmektedir. PSII'de H₂O'dan koparılan ilk elektronların yakalayıcısı henüz tanımlanmamış, kinon yapısında bir maddedir. Elektronların bu ilk yakalayıcısından plastokinona taşındığı sitokromb₆f ve plastosiyanin aracılığıyla PSI'e aktarıldığı anlaşılmıştır. Böylece oksitlenen klorofil molekülleri sudan yeniden elektron kazanıp suyun parçalanmasında Mn⁺² ve Cl^- iyonlarının rol oynadıkları bulunmuştur. Böylece PSI ve PSII'yi birleştiren elektron taşıyıcıları devresi tamamlanmış olur.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

^ Sevan Nişanyan. Sözlerin Soyağacı 22 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Foto+ maddesi.
^ Sevan Nişanyan. Sözlerin Soyağacı 22 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Fosfor maddesi.

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Fotofosforilasyon ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.

[1] Sevan Nişanyan. Sözlerin Soyağacı 22 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Foto+ maddesi.

[2] Sevan Nişanyan. Sözlerin Soyağacı 22 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Fosfor maddesi.

[1]

[2]