Fotosîstem

Fotosîstem (bi înglîzî: photosystem) pêkhateya ji kompleksa pîgment û proteînan pêk tê û tîrojên ronahiyê dimijîne bo karlêkên fotosentezê.

Klorofîl û karotenoîd di guşiyên ji çend sed molekulên pîgmentê de di parzûna tîlakoidê de hatine komkirin. Her guşiyek molekulên pîgmentan û proteînên ko pîgment di nav wan de ne, wekî fotosîstem tê navkirin.Postlethwait, J. H., & Hopson, J. L. (2006). Modern Biology. NY, United states: Holt Rinehart & Winston.

Guhertina enerjiya ronahiyê bo enerjiya kîmyayî di fotosîsteman de rû dide. Rye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017).Biology. Houston, Texas : OpenStax College, Rice University, Fotosîstem di riwek, hin corên protîst (kevzên avê,êglena hwd.) û bakteriyan de ji bo wergirtina ronahiyê û guhaztina elektronan kar dike.

Du corên fotosîstemê hene, fotosîstema I (PSI) û fotosîstema II (PSII).Gao Jinlan , Wang Hao , Yuan Qipeng , Feng Yue -Structure and Function of the Photosystem Supercomplexes- Frontiers in Plant Science, v=9,2018  DOI=10.3389/fpls.2018.00357Fotosîstemên fotosenteza neoksîjenî ji ya fotosenteza oksîjenî cuda ye. Fotosîstemên bakteriyên fotosenteza neoksîjenî P870 an jî P840 e, her bakterî tenê yek ji van fotosîsteman bi kar tîne.

Herdu fotosîstemên riwek, protîst û siyanobakteriyan li gor dora keşfkirina wan hatine navkirin. Cara pêşîn fotosîstema I, paşê fotosîstema II hatiyê keşfkirin. Lê di karlêkên fotosentezê de pêşî elektron di fotosîstema II de tên hankirin paşê tên guhaztin bo fotosîstema I-ê.Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). NY: Garland Science. Ev herdu fotosîstem bi kompleksa navparzûnî ya bi navê sîtokrom b6f (Cyt b6f) û du guhêzerên elektronan, bi awayekî elektronîkî bi hev re girêdayî ne.Caffarri S, Tibiletti T, Jennings RC, Santabarbara S. A comparison between plant photosystem I and photosystem II architecture and functioning. Curr Protein Pept Sci. 2014;15(4):296-331. doi: 10.2174/1389203715666140327102218. PMID: 24678674; PMCID: PMC4030627.

Herdu fotosîstem dema karlêkên ronahiyê de bi hev re kar dikin.Rittner, Don, and Timothy Lee McCabe. Encyclopedia Of Biology. Facts On File, 2004.  Bi hev re xebata herdu fotosîsteman, bi guhaztina elektronan a neçerxî (bi înglîzî: noncyclic), ATP û NADPH tên çêkirin. Losos, J., Mason, K., Johnson,G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biology (11th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education. Fotosîstema I û Fotosîstema II herdu jî di navenda karlêkê xwe de heman cor klorofîlê, klorofîla a lixwe digirin, lê molekulên derdora wan ji hev cuda ne.Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011. Ji ber cudahiya molekulan, dabeşiya elektronan jî di herdu fotosîsteman de ne yek e. Ev rewş bandor li ser taybetmendiyên fotosîsteman, dike loma şebenga mijîna ronahiyê li cem herdu fotosîsteman ji hev cudaye.Cullen, K. E. (2009).Encyclopedia of Life Science. Newyork: Facts On File, Inc

 Pêkhateya fotosîstemê 

Fotosîstem ji kompleksa anten û navenda karlêkê pêk tê. Anten enerjiya ronahiyê kom dike. Navenda karlêkê, ji kompleksa proteîn û klorofîlan pêk tê û di nav parzûna tîlakoîdê de cih digire.

Hemû molekulên pîgmentên fotosîstemê dikarin ronahiyê bimijînin, lê tenê hinek molekulên klorofîlê yên di navenda karlêkê, dikarin enerjiya ronahiyê biguherînin bo enerjiya kîmyayî. Molekulên pigmentên din ji bo berhevkirina ronahiyê kar dikin û wekî molekulên antenê tên navkirin. Molekulên pîgmentên berhevkirina ronahiyê, enerjiya ronahiyê dimijînin û bi lez diguhazînin bo navenda karlêkê ya fotosîstemê.

 Antena fotosîstemê 

Her fotosîstem, guşiyek ji çend sed molekulên pîgmentan lixwe digire. Ev guşiya molekulên pîgmentan ji bo komkirina ronahiyê wekî antenek kar dike.Kompleksa antenê ya bo wergirtina ronahiyê ji molekulên klorofîlê û pîgmentên alîkar ên bi çend zincîrên proteînê ve girêdayî pêk tê.

Gava fotonek tîroja ronahiyê di beşa antênê de li molekula pîgmetê dixe, enerjiya fotonê ji wê molekulê ber bi molekula din ve baz dide, heta ko bigihîje navenda karlêkê ya fotosîstemê.Simon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.

Klorofîlên a, klorofîlên b û molekulên pîgmentên alîkar bi proteînên girêdanê pîgmentê (bi înglîzî: pigment-binding proteins) di parzûna tîlakoîd de, di nav yekîneyên bi navê kompleksên antenê têne rêkxistin. Pigment û proteînên têkildar ên ko bi qasî 250 molekulên klorofîlê yên bi enzîmên taybet û proteînên din ve girêdayî ne, bi şeweyê komên pir nîzamî hatine rêzkirin. Her yek ji kompleksa antenê, enerjiya ronahiyê dimijîne û diguhezîne bo navenda karlêkê. Navenda karlêkê ji molekulên klorofîla a û proteînên ko pêkhateyên guhaztina elektronan jî lixwe digirin pêk tê.

Heke kompleksa antênê neba, klorofîla a ya di navenda karlêkê nikaribû bi têra xwe foton bimijîne. Klorofîla a tenê dikarê hinek tîrojên bînraw bimijîne. Lê di kompleksa antênê de bi hebûna klorofîla a, klorofîla b û karotenoîdan, hê pirtir enerjiya ronahiyê digihîje navenda karlêkê.Tymoczko, J.L., Berg, J.M. and Lubert Stryer (2015) Biochemistry, a short course. New York: W.H. Freeman & Company, A Macmillan Education Imprint. 

 Navenda karlêkê 

Di fotosîstemê de, enerjiya ji fotonên tîrojên ronahiyê hatiye bidestxistin, di navenda karlêkê de bi rêzek karlêkên guhaztina elektronan ve tê guhertin bo enerjiya kîmyayî.

Di navenda karlêkê de li gel kompleksa proteînan, cotek klorofîla a heye. Enerjiya ji aliyê antenê ve hatiye komkirin di navenda karlêkê de arasteyê klorofîlê dibe, bi enerjiya fotonê elektronek klorofîla a-yê han dibe an jî klorofîl bi vê enerjiyê ji bexşînerek elektronê (minak, av), elektronan ber bi xwe dikişîne. Molekulên li derdora klorofîla a-yê ko ji klorofîla a-yê elektrona hanbûyî werdigrin, wekî “wergira elektronê ya yekemîn”(bi înglîzî: primary electron acceptor) tê navkirin. Wergira elektronê ya yekemîn, elektrona hanbûyî ya klorofîla a-yê di navenda karlêkê de digire û di karlêkên ronahiyê yên fotosentezê de enerjiya ji elektronê ji bo çêkirina ATP û NADPH-yê bi kar tîne.

 Fotosîstema I 

Klorofîla asayî tîrojên bi dirêjiya pêlê ya 660 nm baş dimijîne. Lê cota klorofîlên navenda karlêkê ya fotosîstema I, ronahiyên heta bi dirêjiya pêlê ya 700 nm hê baştir dimijînin. Navenda karlêkê ya Fotosîstema I wekî P700 tê navkirin. Wateya P700 eve ko pîgmentên di navenda karlêka wê sîstemê, herî baş tîrojên ronahiyê yên bi dirêjiya pêlê ya 700 nanometreyê dimijînin. Ango di fotosîstema I de tîpa P peyva pîgmentê, 700 jî dirêjiya pêlê ya bi nanometreyê diyar dike. Solomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biology. Stamford: Cengage Learning.

Fotosîstema I ji bo kêmkirina NADP+ bo NADPH-ê, elektronan dabîn dike. Fotosîstema I ji 14 zincîrên firepeptîd, gelek proteîn û kofaktorên têkildar lixwe digire.Fotosîstema I proteînên hesin sulfur lixwe digire û ji plastosiyanînê elektron diguhazîne ber bi ferredoksînê.

Navenda karlêkê ya fotosîstema I ji kompleksa navparzûnê (bi înglîzî: transmembrane complex) ya kompleksa proteînan û du molekulên klorofîla P700ê pêk tê. Kompleksa antenê ya ji klorofîl û pîgmentên alîkar pêk tê, enerjiya fotosîstema I-ê dabîn dike. Di fotosîstema I de mêjera klorofîla a ji klorofîla b-yê zêdetir e. Elektron ji klorofîla a ya di navenda karlêkê tê guhaztin bo proteîna ferodoksîn Fe-S (hesin-sulfur), paşê elektron tê guhaztin bo NADP-yê ko NADPH were berhemkirin.

 Fotosîstema II 

Navenda karlêkê ya fotosîstema II ji navikek ji 10 binebeşên proteînên navparzûnê (bi înglîzî: transmembrane protein) yên bi pêkhateyên guhaztina elektronan û du molekulên klorofîla P680 ko li derdora vê navikê de rêzbûyî pêk tê.

Cota klorofîlên a yên navenda karlêkê ya fotosîstema II-yê, herî baş tîrojên bi dirêjiya pêlê ya 680 nanometreyê dimijînin, loma navenda karlêkê ya fotosîstema II wekî P680 tê navkirin.

Fotosîstema II ji kompleksa çêbûna oksîjenê (bi înglîzî: oxygen-evolving complex), elktronan diguhazîne bo plastokînon. Ango fotosîstema II ji bo fotosîstema I elektron dabîn dike. Fotosîstema II ji kombûna zêdetirê 20 binebeşan pêk tê.

Di fotosîstema II de mêjera klorofîla a û klorofîla b hema yeksan e.David L. NelsonMichael M. Cox(2013). Lehninger Principles of Biochemistry. : W. H. FREEMAN AND COMPANY • New York ISBN-13: 978-1-4641-0962-1 Ji aliyê ronahiyê ve çalakbûna fotosîstema II, rê li ber parçebûna avê, çêbûna ATP û herika elektronan a ber bi fotosîstema I vedike.Lawrence, E. (2005). Hendersons dictionary of biology. Harlow: Pearson/Prentice Hall. ISBN 978-0-13-127384-9

Gava enerjiya fotonên tîroja ronahiyê digihîjin klorofîla a ya li navenda karlêkê, elektronek ji klorofîla a han dibe û ji klorofîlê dûr dikeve. Bi navbeynkariya zincîra guhaztina elektronan, ev elektron tê şandin bo fotosîstema I. Klorofîla a ya fotosîstema II, li dewsa wê elektronê, ji hilweşîna avê elektronek werdigire.

Navenda karlêkê ya fotosîstema II ya fotosenteza oksîjenî, ji ya fotosenteza neoksîjenî ya baktriyan cuda ye. Di navenda karlêka fotosîstema II ya fotosenteza oksîjenî de çar atomên manganazê jî cih digirin. Atomên manganezê girîng in ji bo oksandina avê (fotolîz).Di biyolojiyê de tenê fotosîstema II dikare ji avê elektron derbixe û oksîjenê jî wekî madeyek paşmamyî çêbike.

 Girêdanên derve 

 Ferhenga Biyolojiyê
 Çavkanî 

Kategorî:Biyolojî