Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon Nedir?

 DERS KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ! 

Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon Nedir? 

Devirli ve devirsiz fotofosforilasyon nedir, özellikleri, ortak yönleri ve farkları nelerdir? Devirli ve devirsiz fotofosforilasyon hakkında bilgi.

Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon

Fotosentezle glikoz yapımı, iki evrede gerçekleşir: (Işık reaksiyonları ve karanlık reaksiyonu)

Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon Nedir? 

1— Işık reaksiyonları :

Fotosentezin ışık reaksiyonlarında fotofosforilasvon (fotofosforilizasyon), yani ışık enerjisinden yararlanılarak ATP yapılır. Işık reaksiyonu sırasında iki değişik fotofosforilasyon görülür:

a— Devirli (devirsel) fotofosforilasyon : Kloroplastlara çarpan ışık enerjisi, kloroplastların yapısında bulunan klorofil tarafından soğurulur. Bu enerji klorofilin bir elektronu (e) ötekilere göre daha enerjili hale getirir. Yüksek enerjili bu elektronu klorofil, elektron taşıma sistemi (E.T.S.) bileşiklerine aktarır. Elektronun E.T.S. üzerinde hareketi sırasında, taşıdığı enerji ortamda bulunan 2 enerjisiz fosfota (Pi) aktarılarak enerjili hale gelmesi sağlanır. Enerjili hale gelen fosfatlar 2 ADP ile birleşince 2 ATP oluşur. (Işık enerjisi E.T.S. aracılığı ile ATP ye aktarıldı.). Elektron tekrar koptuğu klorofile döner. Bu yüzden olaya “devirli fotofosforilasyon” denir.

Olayda klorofilin kendisine çarpan ışığı bir elektronuna aktarması ve bu elektronun enerjisi ile ATP sentezi çok önemlidir. Çünkü, klorofil dışındaki bütün maddeler soğurdukları ışık enerjisini ısıya dönüştürürler. E.T.S. bileşikleri ise klorofilden kopan elektronların enerjisinin A.T.P ye aktarılmasını sağlarlar.

Devirli fotofosforilasyonda görev yapan E.T.S; ferrodoksin (demir içeren protein), stokinon, flavoprotein ve iki ya da daha fazla sitokrom taşır. (Sitokrom \displaystyle {{b}^{6}} ve sitokrom f)

Devirli fotofosforilasyon sırasında sadece ATP üretilir. Üretilen ATPler karanlık tepkimelerde kullanılır.

Devirli fotofosforilasyonu;

\displaystyle 2ADP+2Pi+I\imath k\xrightarrow{Klorofil}2ATP

b— Devirsiz (devirsel olmayan) fotofosforilasyon : Devirsel olmayan fotofosforilasyonda, iki ayrı klorofil görev yapar. İki klorofil arasında elektronun taşınmasını, elektron taşıma sistemi bileşikleri sağlar. E.T.S.nin ilk bileşiği Bileşik 550 (B 550) dir.

Bu bileşiğin kimyasal özellikleri henüz bilinmemektedir. Öteki üyeler Plastokinon (PK), Sitokrom \displaystyle {{b}^{559}} (St \displaystyle {{b}^{559}}) ve bir bakır proteini olan Plastosiyanindir (PS).

Klorofil l’den (pigment sistemi 1) kopan elektron E.T.S.aracılığıyla klorofil 2’ye (pigment sistemi 2) giderken, klorofil 2’den kopan elektron ferrodoksin üzerinden geçip bir elektron ve hidrojen yakalayıcısı olan NADP ye (Nikotinamid adenin di nükleotid fosfat) gider. NADP bu elektronla birlikte, suyun parçalanmasından çıkan iki \displaystyle {{H}^{+}} (hidrojen iyonu) nu alınca \displaystyle NADP\cdot {{H}_{2}} oluşur.

Klorofil l’den kopan elektron, E.T.S.aracılığı ile klorofil 2’ye giderken bu elektronun enerjisi ile ATP sentezlenir.

Klorofil 2, elektron eksikliğini klorofil l’den gelen elektronlarla tamamlarken, klorofil l’e elektronlar parçalanan sudan gelir.

Suyun parçalanması sırasında \displaystyle C{{l}^{-}} (klor) ve \displaystyle M{{n}^{++}} (mangan) iyonları katalizörlük yapar.  \displaystyle {{H}_{2}}O iyonize olursa \displaystyle {{H}^{+}} (hidrojen) ve \displaystyle O{{H}^{-}} (hidroksil) iyonları oluşur. Hidrojenler ikişer ikişer NADP ler tarafından tutulunca \displaystyle NADP\cdot {{H}_{2}} oluşur. \displaystyle O{{H}^{-}} iyonları ise birer elektronlarını klorofile verdikten sonra nötr (yüksüz) hale geçerler (\displaystyle O{{H}^{0}}). Yüksüz olan \displaystyle O{{H}^{0}} lar ikişer ikişer birleşince:

\displaystyle 2O{{H}^{0}}\to {{H}_{2}}O+\frac{1}{2}{{O}_{2}}

Parçalanan sudan oluşan hidroksil iyonları, klorofilden (klorofil 1) kopan elektronların yerine elektron vererek, klorofilin elektron eksikliğini gidermiş olur. Bu yüzden su, “fotosentezde elektron kaynağı olarak görev yapar”, denir. Bu sırada oksijen gazı oluşur. Oluşan oksijen gazı havaya verilir. Fotosentezde havaya verilen oksijenin suyun parçalanması ile oluştuğuna dikkat ediniz.

Fotosentezde havaya verilen oksijenin parçalanan sudan geldiği, radyoaktif oksijen ile yapılan çalışmalardan anlaşılmıştır. Fotosenteze katılan bileşiklerden hem \displaystyle C{{O}_{2}} te, hem de \displaystyle {{H}_{2}}O da oksijen bulunur. Oksijenin iki çeşidi vardır: \displaystyle {{O}^{16}} ve \displaystyle {{O}^{18}}. Bunlardan \displaystyle {{O}^{18}} radyoaktiftir. Bu yüzden ışıma yapar. Araştırmacılar, fotosentez yapan bir bitkinin ortamına normal oksijen (\displaystyle {{O}^{16}}) taşıyan \displaystyle CO_{2}^{16} radyoaktif oksijen (\displaystyle {{O}^{18}}) taşıyan \displaystyle {{H}_{2}}{{O}^{18}} bıraktılar. Daha sonra, fotosentez sonucu çıkan oksijen gazını topladılar. Çıkan oksijen gazı radyoaktif ışıma yapıyordu, yani \displaystyle {{O}^{18}} idi. Bu deney, fotosentezde çıkan oksijenin sudan geldiğini gösteriyordu.

Fotosentez yapan bazı bakteriler (kükürt bakterileri) su yerine \displaystyle {{H}_{2}}S (kükürtlü hidrojen gazı), yani değişik elektron kaynağı kullanır . Havaya bu kez kükürt verilir. Fotosentezde “hidrojen gazı” kuljanan bakteriler de vardır. Bu kez havaya hiçbir şey verilmez.

Verilen örneklerde elektron kaynağı olarak kullanılan üç maddenin ortak yanı hidrojen taşımalarıdır.

Devirsiz fotofosforilasyon sonunda ATP ve \displaystyle NADP\cdot {{H}_{2}} üretilir.

Fotosentez sırasında bir kloroplastta aynı anda çok sayıda devirli ve devirsel olmayan fotofosforilasyon yapılır. Başka bir deyişle çok sayıda ATP ve \displaystyle NADP\cdot {{H}_{2}} üretilir. Üretilen ATP ve \displaystyle NADP\cdot {{H}_{2}} ler karanlık reaksiyonlar sırasında kullanılır. Eğer ışık reaksiyonları olmamışsa, yani ATP ve \displaystyle NADP\cdot {{H}_{2}} yoksa karanlık reaksiyonlar yapılamaz. Bu duruma göre ışık reaksiyonları “karanlık reaksiyonlar için malzeme hazırlama evresidir” diyebiliriz.

Işık reaksiyonlarında fotofosforilasyon yapıldığını ilk kez Daniel Arnon ve arkadaşları bulmuşlardır.

 DERS VE ÇALIŞMA KİTABI CEVAPLARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ