Hauptunterschied – Fotosystem 1 vs 2

Photosystem I (PS I) und Photosystem II (PS II) sind zwei Membran-Protein-Komplexe mit mehreren Untereinheiten, die an der sauerstoffhaltigen Photosynthese beteiligt sind. Chlorophyll ist das Pigment, das am Einfangen von Lichtenergie beteiligt ist. PS 1 enthält Chlorophyll B, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700 und Carotinoide. Chlorophyll A-700 ist das aktive Reaktionszentrum von PS 1. PS 2 enthält Chlorophyll B, Chlorophyll A-660, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Phycobiline und Xanthophylle. Chlorophyll A-680 ist das aktive Reaktionszentrum des Photosystems 2. Das Hauptunterschied zwischen Fotosystem 1 und 2 ist das PS I absorbiert Licht mit längeren Wellenlängen (>680 nm) wohingegen PS II absorbiert kürzere Wellenlängen des Lichts (<680 nm).

Dieser Artikel untersucht,

1. Was ist Photosystem 1 – Definition, Eigenschaften, Funktion 2. Was ist Photosystem 2? – Definition, Eigenschaften, Funktion 3. Was ist der Unterschied zwischen Fotosystem 1 und 2?

Was ist Photosystem 1

PS I ist eine Sammlung von Chlorophyllpigmenten, die hauptsächlich die Wellenlänge des Lichts bei 700 nm absorbieren. Die letzte Stufe der Lichtreaktion wird durch PS I katalysiert. Das Reaktionszentrum von PS I besteht aus Chlorophyll A-700. Der Kern des PS I besteht aus den Untereinheiten psaA und psaB. Kernuntereinheiten des PS I sind größer als die Kernuntereinheiten des PS II. PS I besteht aus Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Chlorophyll B und Carotinoiden. Photonen aus Licht werden von akzessorischen Pigmenten absorbiert und in das Reaktionszentrum geleitet. Das Reaktionszentrum selbst ist in der Lage, Photonen zu absorbieren. Die Energie der absorbierten Photonen wird vom Reaktionszentrum als hochenergetische Elektronen freigesetzt. Diese Elektronen werden durch eine Reihe von Elektronenträgern übertragen und schließlich von NADP. aufgenommen⁺ Reduktase. Das Enzym NADP+ Reduktase produziert aus diesen Elektronen NADPH. Ein schematisches Diagramm eines Photosystems ist in Abbildung 1 gezeigt.

Abbildung 1: Ein Photosystem 1 – Sonnenlicht, 2 – Pigmente, 3 – Reaktionszentrum, 4 – Hochenergetischer Elektronenfluss, 5 – Photosystem

Was ist Photosystem 2?

PS II ist die Sammlung von Chlorophyllpigmenten, die hauptsächlich die Wellenlänge des Lichts bei 680 nm absorbieren. Die erste Stufe der Lichtreaktion wird durch PS II katalysiert. Das Reaktionszentrum von PS II besteht aus Chlorophyll A-680. PS II ist ein integrales Membranprotein, das aus einem Kern aus D1- und D2-Untereinheiten besteht. PS II besteht aus vielen anderen Proteinen und Pigmenten, die im Photosystem angeordnet sind. Die Pigmente sind Chlorophyll A-660, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Chlorophyll B sowie Phycobiline und Xanthophylle. PS II gewinnt Energie durch Absorption von Photonen oder assoziierten akzessorischen Pigmenten im Antennenkomplex. Aus der Energie der absorbierten Photonen werden hochenergetische Elektronen erzeugt. Diese Elektronen werden durch eine Elektronentransportkette geleitet. Während der Elektronentransportkette übergibt PS II Elektronen an Plastochinon (PQ), das die Elektronen zum Cytochrom-bf-Komplex trägt. In PS II findet eine Photolyse von Wasser statt, um die freigesetzten Elektronen aus PS II zu ersetzen. Für jedes Wassermolekül, das hydrolysiert wird, werden zwei Moleküle PQH2 gebildet. Die Gesamtreaktion in PS II ist unten gezeigt.

2PQ (Plastochinon) + 2H₂O → O2 + 2PQH₂ (Plastoquinol)

Abbildung 2: Fotosystem 2

Unterschied zwischen Fotosystem 1 und 2

Standort

Fotosystem 1: Photosystem 1 befindet sich auf der äußeren Oberfläche der Thylakoidmembran.

Fotosystem 2: Photosystem 2 befindet sich auf der inneren Oberfläche der Thylakoidmembran.

Fotozentrum

Fotosystem 1: Das Photozentrum des Photosystems 1 ist P700.

Fotosystem 2: Das Fotozentrum des Fotosystems 2 ist P680.

Absorbierende Wellenlänge

Fotosystem 1: Pigmente absorbieren Licht mit längeren Wellenlängen (>680 nm).

Fotosystem 2: Pigmente absorbieren Licht kürzerer Wellenlängen (<680 nm).

Photophosphorylierung

Fotosystem 1: Das Photosystem 1 ist sowohl an der zyklischen als auch an der nichtzyklischen Photophosphorylierung beteiligt.

Fotosystem 2: Photosystem 2 ist nur an der zyklischen Photophosphorylierung beteiligt.

Photolyse

Fotosystem 1: Im Photosystem 1 findet keine Photolyse von Wasser statt.

Fotosystem 2: Die Photolyse von Wasser findet im Photosystem 2 statt.

Hauptfunktion

Fotosystem 1: Die Hauptfunktion des Photosystems 1 ist die NADPH-Synthese.

Fotosystem 2: Die Hauptfunktion des Photosystems 2 ist die ATP-Synthese und die Hydrolyse von Wasser.

Elektronenaustausch

Fotosystem 1: Freigesetzte hochenergetische Elektronen werden durch die freigesetzte Energie der Photolyse ersetzt.

Fotosystem 2: Freigesetzte hochenergetische Elektronen werden durch die vom Photosystem II freigesetzten Elektronen ersetzt.

Pigmente

Fotosystem 1: PS 1 enthält Chlorophyll B, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700 und Carotinoide.

Fotosystem 2: PS 2 enthält Chlorophyll B, Chlorophyll A-660, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Phycobiline und Xanthophylle.

Zusammensetzung des Kerns

Fotosystem 1: Der Kern des PS I besteht aus den Untereinheiten psaA und psaB.

Fotosystem 2: Der Kern des PS II besteht aus den Untereinheiten D1 und D2.

Abschluss

PS I und PS II sind die beiden Photosysteme, die die Lichtreaktion der Photosynthese antreiben. Die erste Stufe der Lichtreaktion findet in PS II statt, während die letzte Stufe der Lichtreaktion in PS I stattfindet. Jedes der beiden Photosysteme besteht aus einer Ansammlung von Proteinen und Pigmenten. Chlorophylle sind die wichtigsten Pigmente in Photosystemen. Das Reaktionszentrum von PS I besteht aus Chlorophyll A-700 und das Reaktionszentrum von PS II besteht aus Chlorophyll A-680. Neben Chlorophyllen sind auch Carotinoide in Photosystemen vorhanden. Der Kern des PS I besteht aus großen Untereinheiten der psaA- und psaB-Proteine. Der Kern des PS II besteht aus vergleichsweise kleinen Untereinheiten von D1 und D2. An PS II werden Wassermoleküle hydrolysiert, um die freisetzenden Elektronen der beiden Photosysteme zu ersetzen. Von PS I freigesetzte Elektronen werden von der NADP+-Reduktase verwendet und produzieren NADPH. Der Hauptunterschied zwischen Photosystem 1 und 2 besteht jedoch in den Wellenlängen des Sonnenlichts, die von jedem der Reaktionszentren der Photosysteme absorbiert werden.

Referenz:1. Caffarri, Stefano, Tania Tibiletti, Robert C. Jennings und Stefano Santabarbara. „Ein Vergleich zwischen Pflanzen-Photosystem I und Photosystem II Architektur und Funktionsweise.“ Aktuelle Protein- und Peptidwissenschaft. Bentham Science Publishers, Juni 2014. Web. 17. April 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „Schema-photosysteme“ Von –Pinpin 19:24, 24. Mai 2006 (UTC) – Eigene Arbeit, erstellt mit inkscape (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Photosystem-II 2AXT“ von Neveu, Curtis (C31004) (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia