Os dois principais complexos de proteínas da membrana com múltiplas subunidades diferem em seu comprimento de onda absorvente, onde o fotossistema I ou PS 1 absorve o comprimento de onda mais longo da luz que é de 700 nm, enquanto o fotossistema II ou PS 2 absorve o menor comprimento de onda da luz de 680 nm .
Em segundo lugar, cada fotossistema é reabastecido pelos elétrons, após a perda de um elétron, mas as fontes são diferentes onde o PS II obtém elétrons da água, enquanto o PS I obtém elétrons do PS II através de uma cadeia de transporte de elétrons.
Os fotossistemas estão envolvidos na fotossíntese e são encontrados nas membranas tilacóides de algas, cianobactérias e principalmente em plantas. Todos sabemos que as plantas e outros organismos fotossintéticos coletam energia solar que é suportada pelas moléculas de pigmento que absorvem a luz presentes nas folhas.
A energia solar absorvida ou energia luminosa nas folhas é convertida em energia química no primeiro estágio da fotossíntese. Esse processo passa por uma série de reações químicas conhecidas como reações dependentes da luz.
Os pigmentos fotossintéticos como clorofila a, clorofila be carotenóides estão presentes nas membranas tilacóides do cloroplasto. O fotossistema constitui os complexos de captação de luz, que compreendem de 300 a 400 clorofilas, proteínas e outros pigmentos. Esses pigmentos ficam excitados após a absorção do fóton, e então um dos elétrons passa para o orbital de maior energia.
O pigmento excitado passa sua energia para o pigmento vizinho pela transferência de energia de ressonância, e essas são as interações eletromagnéticas diretas. Além disso, por sua vez, o pigmento vizinho transfere energia para o pigmento e o processo é repetido várias vezes. Juntas, essas moléculas de pigmento coletam sua energia e passam em direção à parte central do fotossistema conhecida como centro de reação.
Embora os dois fotossistemas nas reações dependentes da luz tenham esse nome na série, eles foram descobertos, mas o fotossistema II (PS II) vem primeiro no caminho do fluxo de elétrons e depois no fotossistema I (PSI). Neste conteúdo, exploraremos a diferença entre os dois tipos de fotossistema pf e uma breve descrição deles.
Gráfico de comparação
| Base para Comparação | Fotossistema I (PS I) | Fotossistema II (PS II) |
|---|---|---|
| Significado | O fotossistema I ou PS I utiliza energia luminosa para converter NADP + em NADPH2. Envolve o P700, clorofila e outros pigmentos. | O fotossistema II ou PS II é o complexo proteico que absorve a energia da luz, envolvendo P680, clorofila e pigmentos acessórios e transfere elétrons da água para a plastoquinona e, portanto, trabalha na dissociação de moléculas de água e produz prótons (H +) e O2. |
| Localização | Está localizado na superfície externa da membrana tilacóide. | Está localizado na superfície interna da membrana tilacóide. |
| Fotocentro ou centro de reação | P700 é o centro de fotos. | P680 é o centro de fotos. |
| Comprimento de onda absorvente | Os pigmentos no fotossistema 1 absorvem comprimentos de onda de luz mais longos, que são 700 nm (P700). | Os pigmentos no fotossistema2 absorvem comprimentos de onda mais curtos da luz, que é de 680 nm (P680). |
| Fotofosforilação | Este sistema está envolvido na fotofosforilação cíclica e não cíclica. | Este sistema está envolvido na fotofosforilação cíclica. |
| Fotólise | Não ocorre fotólise. | A fotólise ocorre neste sistema. |
| Pigmentos | O fotossistema I ou PS 1 contém clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B e carotenóides. | O fotossistema II ou PS 2 contém clorofila A-660, clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B, xantofilas e ficobilinas. |
| A proporção dos pigmentos carotenóides da clorofila | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Função | A função primária do fotossistema I está na síntese do NADPH, onde ele recebe os elétrons do PS II. | A função primária do fotossistema II está na hidrólise da água e na síntese de ATP. |
| Composição do núcleo | O PSI é composto de duas subunidades que são psaA e psaB. | O PS II é composto por duas subunidades compostas por D1 e D2. |
Definição de Fotossistema I
O fotossistema I ou PSI está localizado na membrana dos tilacóides e é um complexo proteico de várias unidades encontrado em plantas e algas verdes. O primeiro passo inicial da captura de energia solar e a conversão pelo transporte de elétrons movido à luz. PS I é o sistema em que a clorofila e outros pigmentos são coletados e absorvem o comprimento de onda da luz a 700 nm. É a série de reações, e o centro de reação é composto de clorofila a-700, com as duas subunidades psaA e psaB.
As subunidades de PSI são maiores que as subunidades PS II. Esse sistema também consiste em clorofila a-670, clorofila a-680, clorofila a-695, clorofila be carotenóides. Os fótons absorvidos são transportados para o centro de reação com a ajuda dos pigmentos acessórios. Os fótons são liberados ainda mais pelo centro de reação como elétrons de alta energia, que passam por uma série de portadores de elétrons e finalmente utilizados pela NADP + redutase. O NADPH é produzido através da enzima NADP + redutase a partir de elétrons de alta energia. O NADPH é usado no ciclo de Calvin.
Portanto, o principal objetivo do complexo de proteínas da membrana integral que utiliza energia luminosa para produzir ATP e NADPH. O fotossistema I também é conhecido como plastocianina-ferredoxina-oxidoredutase.
Definição de Fotossistema II
O fotossistema II ou PS II é o complexo proteico incorporado à membrana, composto por mais de 20 subunidades e cerca de 100 cofatores. A luz é absorvida pelos pigmentos, como carotenóides, clorofila e ficobilina na região conhecida como antenas e, além disso, essa energia excitada é transferida para o centro de reação. O componente principal são antenas periféricas que estão envolvidas na absorção de luz junto com a clorofila e outros pigmentos. Essa reação é realizada no complexo central, que é o local das reações iniciais em cadeia de transferência de elétrons.
Como discutido anteriormente, o PS II absorve luz a 680 nm e entra em estado de alta energia. O P680 doa um elétron e transfere-o para a feofitina, que é o principal aceitador de elétrons. Assim que o P680 perde um elétron e ganha carga positiva, ele precisa de um elétron para reabastecimento, o que é cumprido pela divisão das moléculas de água.
A oxidação da água ocorre no centro de manganês ou no cluster Mn4OxCa . O centro de manganês oxida duas moléculas de uma só vez, extraindo quatro elétrons e produzindo uma molécula de O2 e liberando quatro íons H +.
Existe o mecanismo contraditório do processo acima no PS II, embora prótons e elétrons extraídos da água sejam usados para reduzir o NADP + e a produção de ATP. O fotossistema II também é conhecido como água-plastoquinona oxidoredutase e é considerado o primeiro complexo de proteínas na reação à luz.
Principais diferenças entre o fotossistema I e o fotossistema II
Os pontos dados exibirão a variação entre o fotossistema I e o fotossistema II:
- O fotossistema I ou PS I e o fotossistema II ou PS II são o complexo mediado por proteínas, e o objetivo principal é produzir energia (ATP e NADPH2), que é usada no ciclo de Calvin, o PSI usa energia luminosa para converter NADP + em NADPH2. Envolve o P700, clorofila e outros pigmentos, enquanto o PS II é o complexo que absorve a energia da luz, envolvendo P680, clorofila e pigmentos acessórios e transfere elétrons da água para a plastoquinona e, assim, trabalha na dissociação de moléculas de água e produz prótons (H +) e O2.
- O fotossistema I está localizado na superfície externa da membrana tilacóide e está ligado ao centro de reação especial conhecido como P700, enquanto o PS II está localizado na superfície interna da membrana tilacóide e o centro de reação é conhecido como P680.
- Os pigmentos no fotossistema 1 absorvem comprimentos de onda de luz mais longos que são 700 nm (P700), por outro lado, os pigmentos no fotossistema2 absorvem comprimentos de onda mais curtos de luz que são 680 nm (P680).
- A fotofosforilação na PS I está envolvida na fotofosforilação cíclica e não cíclica, e a PS II está envolvida na fotofosforilação cíclica.
- Nenhuma fotólise ocorre no PS I, embora ocorra fotossistema II.
- O fotossistema I ou PS I contém clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B e carotenóides na proporção de 20-30: 1, enquanto no fotossistema II ou PS 2 contém clorofila A-660, clorofila A-670, clorofila A-680, clorofila A-695, clorofila A-700, clorofila B, xantofilas e ficobilinas na proporção de 3-7: 1.
- A principal função do fotossistema I na síntese de NADPH, onde recebe os elétrons do PS II, e o fotossistema II está na hidrólise da água e na síntese de ATP.
- A composição principal no PSI é composta por duas subunidades que são psaA e psaB, e o PS II é composto por duas subunidades compostas por D1 e D2.
Conclusão
Então, podemos dizer que nas plantas a fotossíntese abrange dois processos; as reações dependentes da luz e a reação de assimilação de carbono que também são enganosamente conhecidas como reações escuras. Nas reações de luz, os pigmentos fotossintéticos e a clorofila absorvem a luz e se convertem em ATP e NADPH (energia).
