Fotoinhibitio

Fotoinhibitio on kasvisolussa fotosynteesin estävä valostressireaktio, joka säätelee fotosysteemien (PS1 ja PS2) tehokkuutta ja suojaa fotosynteesikomplekseja liialliselta valostressiltä ja sen seurauksilta. Reaktio ilmenee, kun lehden yhteyttävät solut altistuvat liialliselle ja äkilliselle valolle, jolloin valoreaktioita syntetisoivat partikkelit solun kloroplasteissa eivät ehdi prosessoida tehokkaasti kaikkea säteilevää valoenergiaa. Ylijääneen energian kertyminen rappauttaa fotosysteemejä hajottamalla esimerkiksi elektroninsiirtoketjussa oleellisena toimivaa D1-proteiinia, joka toimii PS2:n yhteydessä. Elektronin virittymisen estyminen valoreaktiossa ehkäisee ylijäämäenergian kertymisen reaktiokeskukseen, jolloin se vapautuu lämpöenergiana.

Valoreaktioissa fotoinhibitiota voi ilmetä esimerkiksi, kun kasvisolun tylakoidikalvossa toimiva fotosysteemi 2 (PS2) toimii tehokkaammin kuin fotosysteemi 1 (PS1), elektroniketjussa siirtyvät elektronit pelkistävät ketjun komponentit liittymällä niihin pidemmäksi aikaa, jolloin PS2:ssa oleva klorofylli-a molekyylipari (P680) siirtää elektroneja hapelle. Happiatomit vapautuvat PS2 reaktiossa, jossa vesimolekyyli luovuttaa elektronin klorofylli-a:lle hajotessaan hapeksi ja vedyksi. Takaisin liitettynä vetyatomin elektroni ylipelkistää happimolekyylin, jolloin syntyy reaktiivisia voimakkaasti hapettavia singlettihappimolekyylejä sekä muita reaktiivisia hapen välituotteita (AOS, active oxygen species). Nämä happimolekyylit aiheuttavat solun pigmenttimolekyyleissä hapetusprosessin, jossa valoa vastaan ottavat pigmentit hajoavat. Tämä ilmenee kasvin lehdissä lehtivihreän haalistumina.

Fotoinhibitiossa osa valohaaviproteiineista (LHC2) voi siirtyä PS2:lta PS1:n yhteyteen fosforyloinnin seurauksena, jolloin PS1:sen toiminta tehostuu ja PS2:sen hidastuu. Proteiinit voivat siirtyä tarvittaessa myös päin vastoin. Tämä säätelee fotosysteemien suhteellista nopeutta sopivaksi ja tekee systeemistä joustavan.

Katso myös 
 Valonkesto

Lähteet 
 https://www.utupub.fi/handle/10024/146299
 https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/144135/MarttaNieminen_progradu.pdf
 https://moodle.uef.fi/pluginfile.php/2816456/mod_resource/content/1/3_Fotosynteesi.pdf

Yhteyttäminen