Differenza chiave: fotofosforilazione ciclica e non ciclica
La fotofosforilazione o fosforilazione fotosintetica è un processo in cui viene prodotto ATP durante le reazioni di fotosintesi dipendenti dalla luce. Un gruppo fosfato viene aggiunto all'ADP per formare ATP, utilizzando la forza motrice del protone generata durante le catene di trasporto degli elettroni cicliche e non cicliche della fotosintesi. L'energia è fornita dalla luce solare per avviare i processi e la sintesi di ATP avviene sui complessi di ATPasi situati nelle membrane tilacoidi dei cloroplasti. La sintesi di ATP durante il flusso di elettroni ciclico della fotosintesi anossigenica è nota come fotofosforilazione ciclica. La produzione di ATP durante il flusso di elettroni non ciclici della fotosintesi ossigenata è nota come fotofosforilazione non ciclica. Questa è la differenza chiave tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica.
Cos'è la fotofosforilazione ciclica?
La fosforilazione ciclica è un processo che produce ATP dall'ADP durante la catena di trasporto ciclico degli elettroni dipendente dalla luce della fotosintesi. Photosystem I è coinvolto in questo processo. Quando le clorofille di PS I assorbono energia luminosa, gli elettroni ad alta energia vengono rilasciati dal centro di reazione P700. Questi elettroni sono accettati da un accettore di elettroni primario e quindi viaggiano attraverso diversi accettori di elettroni come la ferredossina (Fd), il plastochinone (PQ), il complesso del citocromo e la plastocianina (PC). Infine, questi elettroni ritornano a P700 dopo aver attraversato un movimento ciclico. Quando gli elettroni viaggiano in discesa attraverso i portatori di elettroni, rilasciano energia potenziale. Questa energia viene utilizzata per produrre ATP dall'ADP dall'enzima ATP sintasi. Quindi, questo processo è noto come fotofosforilazione ciclica.
PS II non è coinvolto nella fotofosforilazione ciclica. Quindi, l'acqua non è coinvolta in questo processo; di conseguenza, la fotofosforilazione ciclica non genera ossigeno molecolare come sottoprodotto. Poiché gli elettroni ritornano al PS I, non viene generato alcun potere riducente (nessun NADPH) durante la fotofosforilazione ciclica.
Figura 01: Fotofosforilazione ciclica
Cos'è la fotofosforilazione non ciclica?
La fotofosforilazione non ciclica è il processo di sintesi dell'ATP che utilizza l'energia luminosa mediante la catena di trasporto degli elettroni non ciclica della fotosintesi. In questo processo sono coinvolti due tipi di fotosistemi denominati PS I e PS II. La fotofosforilazione non ciclica è iniziata da PS II. Assorbe l'energia luminosa e rilascia elettroni ad alta energia. Le molecole d'acqua si dividono vicino al PS II rilasciando protoni (ioni H+) e ossigeno molecolare a causa dell'energia assorbita. Gli elettroni ad alta energia sono accettati da un accettore di elettroni primario e passano attraverso il plastochinone (PQ), il complesso del citocromo e la plastocianina (PC). Quindi quegli elettroni vengono assorbiti dal PS I. Gli elettroni accettati da PS I vengono passati di nuovo attraverso gli accettori di elettroni e raggiungono NADP+ Questi elettroni si combinano con H+e NADP+ per formare NADPH e terminare la catena di trasporto degli elettroni. Durante la catena di trasporto degli elettroni, l'energia rilasciata viene utilizzata per produrre ATP dall'ADP. Poiché gli elettroni non vengono restituiti a PS II, questo processo è noto come fotofosforilazione non ciclica.
Rispetto alla fotofosforilazione ciclica, la fotofosforilazione non ciclica è comune ed è ampiamente osservata in tutte le piante verdi, le alghe e i cianobatteri. È un processo virale per gli organismi viventi poiché questo è l'unico processo che libera ossigeno molecolare nell'ambiente.
Figura 02: Fotofosforilazione non ciclica
Qual è la differenza tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica?
Fotofosforilazione ciclica vs non ciclica |
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| La fotofosforilazione ciclica si riferisce al processo che produce ATP durante la catena di trasporto ciclico degli elettroni della fotosintesi dipendente dalla luce. | La fotofosforilazione non ciclica si riferisce al processo che produce ATP dalla catena di trasporto degli elettroni non ciclici nelle reazioni alla luce della fotosintesi. |
| Fotosistema | |
| Solo un fotosistema (PS I) è coinvolto nella fotofosforilazione ciclica. | Il fotosistema I e II sono coinvolti nella fotofosforilazione non ciclica. |
| Natura della catena di trasporto degli elettroni | |
| Gli elettroni viaggiano in una catena di trasporto di elettroni ciclici e ritornano al PS I | Gli elettroni viaggiano in catene non cicliche. |
| Prodotti | |
| In questo processo viene prodotto solo ATP. | ATP, O2 e NADPH vengono prodotti in questo processo. |
| Acqua | |
| L'acqua non viene divisa durante questo processo. | L'acqua si divide o si fotolizza. |
| Generazione di ossigeno | |
| L'ossigeno non viene generato durante la fotofosforilazione ciclica | L'ossigeno molecolare viene generato nella fotofosforilazione non ciclica. |
| Primo donatore di elettroni | |
| Il primo donatore di elettroni è PS I. | L'acqua è il primo donatore di elettroni. |
| Primo accettore di elettroni | |
| L'accettore di elettroni finale è PS I. | L'accettore di elettroni finale è NADP+ |
| Organismi | |
| La fotofosforilazione ciclica è mostrata da alcuni batteri. | La fotofosforilazione non ciclica è comune nelle piante verdi, nelle alghe e nei cianobatteri. |
Riepilogo – Fotofosforilazione ciclica vs non ciclica
L'ATP è prodotto dall'energia luminosa assorbita durante la fotosintesi. Questo processo è noto come fotofosforilazione. La fotofosforilazione può avvenire attraverso due percorsi noti come fotofosforilazione ciclica e non ciclica. Durante la fotofosforilazione ciclica, gli elettroni ad alta energia viaggiano attraverso gli accettori di elettroni in movimenti ciclici e rilasciano energia per produrre ATP. Durante la fotofosforilazione non ciclica, gli elettroni ad alta energia fluiscono attraverso gli accettori di elettroni con movimenti non ciclici a forma di Z. Gli elettroni rilasciati non ritornano agli stessi fotosistemi nella fotofosforilazione non ciclica. Tuttavia, in entrambi i processi, l'ATP viene prodotto allo stesso modo utilizzando l'energia potenziale rilasciata dalla catena di trasporto degli elettroni. La fotofosforilazione non ciclica produce ATP, O2 e NADPH mentre la fotofosforilazione ciclica produce solo ATP. Entrambi i fotosistemi sono coinvolti nella fotofosforilazione non ciclica mentre solo un fotosistema (PS I) è coinvolto nella fotofosforilazione ciclica. Questa è la differenza tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica.
