Zyklische vs. nichtzyklische Photophosphorylierung: Unterschied und Vergleich

Es ist der Mechanismus, durch den energieangereicherte Adenosintriphosphatmoleküle in Gegenwart von Licht hergestellt werden, indem die Phosphatgruppe auf das Adenosindiphosphatmolekül übertragen wird. 

Da die Phosphorylierung im sichtbaren Bereich des Lichts stattfindet, wird sie als Photophosphorylierung bezeichnet.

Key Take Away

1. Die zyklische Photophosphorylierung erzeugt ATP, ohne NADPH zu produzieren, während die nichtzyklische Photophosphorylierung sowohl ATP als auch NADPH erzeugt.
2. An der zyklischen Photophosphorylierung ist nur das Photosystem I beteiligt, während an der nichtzyklischen Photophosphorylierung sowohl das Photosystem I als auch das Photosystem II verwendet werden.
3. Die zyklische Photophosphorylierung verbraucht kein Wasser und setzt keinen Sauerstoff frei, aber die nichtzyklische Photophosphorylierung spaltet Wassermoleküle und setzt Sauerstoff als Nebenprodukt frei.

Zyklische Photophosphorylierung vs. nichtzyklische Photophosphorylierung

Der Unterschied zwischen zyklischer Photophosphorylierung und nichtzyklischer Photophosphorylierung besteht darin, dass sich die zyklische Photophosphorylierung durch anoxygene Photosynthese entwickelt, während die nichtzyklische Photophosphorylierung während der sauerstoffhaltigen Photosynthese stattfindet.

Pflanzenzellen machen während dieses Prozesses Adenosindiphosphat zu Adenosintriphosphat, um sofortige Energie für die Zellen zu erreichen. Zyklische Photophosphorylierung ist ein Mechanismus, der in der Thylakoidmembran stattfindet und Chlorophyll P700 und Photosystem I nutzt.

Denn die über P680 ausgesandten Elektronen Fotosystem II mit P700 des Photosystems I aufgenommen werden und daher nicht zu P680 zurückkehren, ist dieser Mechanismus als nichtzyklische Photophosphorylierung bekannt.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Zyklische Photophosphorylierung	Nichtzyklische Photophosphorylierung
Präsenz	Dies ist am häufigsten bei photosynthetischen Bakterien der Fall.	Es kommt hauptsächlich in höheren Pflanzen, Algen und Cyanobakterien vor.
Elektronenflussmuster	Elektronen fließen zyklisch oder kreisförmig.	Elektronen fließen gleichmäßig in einem Zick-Zack-Muster.
Freisetzung von Sauerstoff	Während der zyklischen Photophosphorylierung wird kein Sauerstoff produziert.	Nichtzyklische Photophosphorylierung erzeugt molekularen Sauerstoff.
Beteiligung des Photosystems	Nur Photosystem-I ist beteiligt.	Es besteht aus den Photosystemen I und II.
Erzeugung von Energie	Bei diesem Verfahren wird nur Adenosintriphosphat erzeugt.	Dieser Prozess erzeugt Adenosintriphosphat und NADPH.

Was ist zyklische Photophosphorylierung?

Zyklische Photophosphorylierung ist der Mechanismus, durch den Organismen (wie Prokaryoten) Adenosindiphosphat in Adenosintriphosphat für schnelle Energie umwandeln.

Es bewegt sich dann vom Hauptakzeptor zu Ferredoxin und anschließend zu Cytochrom b6f. Cytochrom b6f ist vergleichbar mit dem mitochondrialen Cytochrom b6f.

A Proton-Antriebskraft wird in der gesamten Elektronenakzeptorkette erzeugt, die H+-Ionen aus der Zelle pumpt und einen Druckgradienten erzeugt, der zur Aktivierung der Adenosintriphosphat-Synthase während der Chemiosmose genutzt werden kann.

Selbst während der zyklischen Photophosphorylierungsreaktion werden Elektronen vom Akzeptor zurück zu P700 transportiert und wandern daher nicht zu NADP.

Zyklische Photophosphorylierung ist immer notwendig, da sie Adenosintriphosphat zu geringen Kosten erzeugt. Bei der zyklischen Photophosphorylierung ist nur das Photosystem I beteiligt.

Was ist nichtzyklische Photophosphorylierung?

Die nicht-zyklische Photophosphorylierung ist ein zweistufiger Prozess, an dem zwei unterschiedliche Chlorophyll-Photonen beteiligt sind. Nicht-zyklische Photophosphorylierung findet in der Thylakoidmembran als Lichtreaktion statt.

Nicht-zyklische Photophosphorylierung ist in allen Pflanzen, Algen und Cyanobakterien. PS-II absorbiert Photonen von der Lichtquelle und überträgt sie auf RC-Chlorophyll.

Die Elektronen interagieren mit den beiden Protonen H+, die erzeugt werden, wenn die Wasserpartikel brechen, um NADP zu NADPH abzubauen.

Nur so werden Elektronen von einem Wassermolekül auf NADPH übertragen. Daher ist es als nichtzyklische Photophosphorylierung bekannt.

Glycerat-3-phosphat ist der grundlegende Baustein, aus dem Pflanzen eine Vielzahl von Verbindungen herstellen können. Die nicht zyklische photosynthetische Atmung erzeugt molekularen Sauerstoff im Beitrag von Energiemolekülen.

Hauptunterschiede zwischen zyklischer Photophosphorylierung und nichtzyklischer Photophosphorylierung

1. Zyklische Photophosphorylierung erfordert ATP-Synthese, aber nicht-zyklische Photophosphorylierung erfordert ATP-Synthese sowie die Erzeugung von NADPH.
2. Die zyklische Photophosphorylierung beinhaltet nur die Photosynthese, während die nichtzyklische Photophosphorylierung sowohl die Photosynthese I als auch II beinhaltet.

Bibliographie

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0005272872901430
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC223143/

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023