fotofosforilaatio

Fotofosforilaatio, eli valofosforilaatio, on fotosynteesin ensimmäisessä vaiheessa tapahtuva prosessi, jossa valoa absorboiva klorofylli ja muut pigmentit siirtävät energiansa elektronien siirtymisen kautta. Prosessi tapahtuu fotosynteesin valo-asteessa, joka sijaitsee kasvien, levien ja joidenkin bakteerien kloroplasteissa tai kromosomeissa. Fotofosforilaatio on keskeinen mekanismi, joka muuntaa valonenergian kemialliseksi energiaksi ATP-molekyyleissä.

Prosessi alkaa, kun valoenergian absorboivat pigmentit, kuten klorofylli a ja b, karotenoidit ja fykobiliproteiinit, siirtävät energiansa reaktiokeskukseen, joka sisältää fotosysteemin II (PSII) ja fotosysteemin I (PSI). Valon absorboimisen jälkeen elektronit nousevat energiatasoa korkeammalle ja siirtyvät elektroninsiirtoketjussa. Elektroninsiirtoprosessin aikana protonit pumpataan tymenmembraanin läpi, mikä luo protonien pitoisuuseron, joka on välttämätön ATP-syntaasin toiminnalle. ATP-syntaasi käyttää protonien virtausta ATP:n synteesiin.

Fotofosforilaatio jaetaan kahteen päätyyppiin: ei-syklinen ja syklinen fotofosforilaatio. Ei-syklisessä fotofosforilaatiossa elektronit siirtyvät PSII:sta PSI:een ja lopulta NADP+-molekyyleihin, jotka muuttuvat NADPH:ksi. Syklisessä fotofosforilaatiossa elektronit kiertävät vain PSI:een ja takaisin, mikä tuottaa lisää ATP:ta ilman NADPH:n muodostumista. Syklinen fotofosforilaatio on erityisen tärkeää, kun kasvi tarvitsee lisää ATP:ta, mutta NADPH:ta on jo riittävästi.

Fotofosforilaatio on olennainen osa fotosynteesiä, sillä se varmistaa energian tuotannon, joka tarvitaan hiilidioksidin ja veden yhdistämiseen glukoosiksi kalvinin syklissä. Prosessin tehokkuus riippuu valon intensiteetistä, lämpötilasta ja ympäristötekijöistä, kuten happipitoisuudesta.