Page 12 - Biologia na czasie 2 - podręcznik

Rozdział 1. Metabolizm

Budowa i działanie syntazy ATP

Syntaza ATP to duży enzym, który tworzy kanał w poprzek
błony, co pozwala na przepływ protonów zgodnie
z różnicą ich stężeń. Energia przemieszczających się
przez syntazę ATP protonów zostaje przekształcona
najpierw w energię mechaniczną obracającej się części
enzymu, a następnie w energię chemiczną rotor
wysokoenergetycznego wiązania ATP. W ciągu 1s
enzym może wytworzyć do 100 cząsteczek ATP.

trzonek

Elementy enzymu zanurzone w błonie tworzą
kanał, przez który są transportowane protony.
Ruch protonów wywołuje szybki obrót rotora
oraz przyczepionych do niego trzonka i główki.
Podjednostki stanowiące szczytową część główki
przekształcają energię mechaniczną w energię
chemiczną cząsteczek ATP.
główka

Fosforylacja fotosyntetyczna niecykliczna elektronowe cząsteczki chlorofilu w fotosysy-
zachodzi u roślin funkcjonujących w optymal- temie II, natomiast chlorofil w fotosystemie II
nych warunkach natężenia światła i stężenia przekazuje dwa wybite fotonem elektrony kolej-
dwutlenku węgla. Fosforylacja niecykliczna nym przenośnikom elektronów (są to plastochi-
wymaga udziału obu fotosystemów. Rozpo- non, kompleks cytochromów i plastocyjanina).
czyna się w chwili absorpcji przez fotosystem I Ostatecznie elektrony z fotosystemu II wypeł-
fotonów o odpowiedniej długości fali, co powo- niają luki elektronowe w fotosystemie I. Część
duje wybicie dwóch elektronów. W ten sposób energii, którą dysponują przemieszczające się
w cząsteczce wzbudzonego chlorofilu powstaje elektrony, jest wykorzystywana przez jeden
luka elektronowa, która podobnie jak pompa z przenośników do przepompowywania proto-
ssąca przyciąga elektrony. Uwolnione elektrony nów ze stromy do wnętrza tylakoidów. W kon-
nie powracają na swoje dawne miejsce, ponie- sekwencji we wnętrzu tylakoidów powstaje
waż niemal natychmiast zostają wychwycone nadmiar protonów (w porównaniu ze stromą).
przez pierwotny akceptor elektronów i skie- Dzięki syntazie ATP nadmiar protonów jest wy-
rowane na łańcuch przenośników elektronów pompowywany do stromy, czemu towarzyszy
+
(w tym ferredoksynę), a ostatecznie na NADP . wytworzenie ATP. Można więc powiedzieć, że
Związek ten ulega redukcji, przekształcając się fosforylacja fotosyntetyczna niecykliczna to ca-
+
w NADPH + H . Źródłem protonów wyko- łokształt przemian fotochemicznych, w których
+
rzystywanych do redukcji NADP jest woda, wyniku powstają ATP i NADPH + H , czyli
+
która w chloroplastach ulega fotolizie (roz- tzw. siła asymilacyjna, oraz uwalnia się tlen.
kładowi). W reakcji fotolizy wody oprócz pro- Fosforylacja fotosyntetyczna cykliczna
tonów powstają tlen cząsteczkowy (uwalniany zachodzi u roślin w warunkach silnego oświe-
do atmosfery) i elektrony. Zapełniają one luki tlenia i małego stężenia dwutlenku węgla
24