Come si forma l'ATP durante la fotosintesi: fatti dettagliati

In questo articolo discuteremo di come si forma l'atp durante la fotosintesi.   

Il processo di fotofosforilazione avviene all'interno delle membrane tilacoidi dei cloroplasti delle cellule vegetali dove durante la fotosintesi, gli ioni idrogeno sono generati dal Sistema di Trasporto Elettronico (ETS) che lavora sulla conversione dell'ADP e del fosfato inorganico in ATP. Questo processo converte l'energia luminosa in energia chimica per produrre ATP. 

Cos'è l'ATP?

I la forma completa di ATP è l'adenosina trifosfato, che è identificata come le molecole che trasportano energia in ogni cellula degli esseri viventi. Viene rilasciato dalla scomposizione della CO2 nella semplice forma di zucchero da utilizzare come fonte di energia. 

Cosa rende l'ATP nella fotosintesi?

Nella produzione di ATP durante il processo di fotosintesi, ci sono due processi, uno è ciclico e l'altro è non ciclico. 

Fotofosforilazione ciclica:

Questo è il processo che viene utilizzato dai procarioti per generare energia immediata attraverso la semplice conversione di ADP in ATP. Coinvolge un solo fotosistema, PSI (P700) e segue alcuni passaggi di base, che includono:

Step 1: Assorbimento della luce in PSI (P700): la luce viene assorbita dai pigmenti all'interno del PSI per essere trasmessa per raggiungere il centro di reazione. L'elettrone viene rilasciato per essere passato alla ferredossina, che è l'accettore primario che viene quindi trasmesso al citocromo b6f per essere ulteriormente trasmesso alla plastocianina.   

Passaggio 2: sintesi dell'ATP: l'elettrone con il livello di energia più elevato viene trasferito attraverso la catena di trasporto degli elettroni (ETC), dove perde energia. L'energia rilasciata aiuta a generare un gradiente pompando ioni H+ attraverso la membrana. Gli ioni H+ passano ATP sintasi durante la loro discesa attraverso il gradiente, che provoca la creazione di ATP, e questo processo è noto come chemiosmosi.

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Fotofosforilazione non ciclica

Questo è un processo che coinvolge due diversi fotosistemi, PS I (P700) e PS II (P680), in cui gli elettroni vengono rimossi dalla molecola d'acqua e trasferiti attraverso entrambi i fotosistemi per produrre NADPH e ATP. I passaggi di base del processo includono: 

Passo 1 : Assorbimento della luce in PSII (P680): la luce viene assorbita dai pigmenti all'interno della membrana tilacoide e viene trasmessa per raggiungere il centro di reazione, dove l'energia viene trasferita a P680 per portare un elettrone a un livello di energia superiore. Successivamente, l'elettrone con un livello di energia più elevato viene passato attraverso la molecola accettore che viene quindi sostituita da un elettrone dalla molecola d'acqua. Questa scissione della molecola d'acqua è definita "fotolisi" per rilasciare ossigeno dalle piante. 

Passo 2: Sintesi di ATP: l'elettrone con un livello di energia più elevato viene trasportato attraverso la catena di trasporto degli elettroni (ETC) per perdere energia nel processo. L'energia rilasciata facilita il pompaggio di ioni H+ dallo stroma verso la membrana tilacoide per costruire un gradiente. Durante il passaggio degli ioni H+ attraverso il gradiente, gli ioni H+ passano attraverso l'ATP sintasi che guida la produzione di ATP e questo processo è chiamato chemiosmosi. 

Passo 3: Assorbimento della luce in PSI (P700): gli elettroni di PSII arrivano al centro di reazione di PSI. Inoltre, quando l'energia luminosa viene trasmessa dai pigmenti all'interno del centro di reazione, gli elettroni all'interno di P700 vengono eccitati per formare livelli di energia più elevati da trasferire attraverso la molecola accettore. Gli elettroni mancanti all'interno del PSI vengono sostituiti dagli elettroni del PSII. 

Passo 4: Formazione di NADPH: questi elettroni con livelli di energia più elevati vengono quindi trasferiti attraverso un breve tratto di ETC e alla fine della catena, il NADP+ viene cambiato in NADPH. 

Differenza tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica 

Quanto ATP viene prodotto nella fotosintesi

La fotofosforilazione ciclica può verificarsi in condizioni di scarsa illuminazione o durante qualsiasi condizione speciale come l'accumulo di un aumento delle molecole di NADPH all'interno dei cloroplasti. È comune nei procarioti in termini di sintesi di energia immediata.

Questo è un processo importante nella fotosintesi in quanto garantisce la formazione di energia chimica solo sotto forma di ATP. Qui gli elettroni si eccitano per entrare solo nel fotosistema I. Questo processo genera la formazione di 2 molecole di ATP e nessuna molecola di NADPH o ossigeno.  

Nella fotofosforilazione non ciclica, l'inizio della riduzione degli elettroni avviene attraverso il processo di fotoossidazione della molecola d'acqua. Questo è il processo significativo nella fotosintesi in quanto assicura la formazione di energia chimica sotto forma di NADPH e ATP e rilascia ossigeno atmosferico per la respirazione di altri esseri viventi. Genera la formazione di 1 molecola di ATP e 2 molecole di NADPH.  

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