Fotosyntese

af: Lars A. Clark

Fotosyntese:   6 CO2  +  12 H2O  +  E   =>  C6H12O6  +  6 O2  +  6 H2O

Fotosyntesen foregår i Chloroblasterne (Bladenes grønkorn)

En af de vigtigste biokemiske synteser er fotosyntesen - den gør planterne i stand til at omsætte vand H2O plus kuldioxid CO2  til Glucose C6H12O6, ilt O2 og vand H2O, vedhjælp af solenergi E

Glucose

C6H12O6

Glucose er et sukker stof, udfra glucose kan planterne danne stivelse, cellulose. f.eks. er stivelse hovedbestandelen i korn, kartofler, frugt o.lign.

Dannelsen af glucose ved hjælp af vand + kuldioxid samt solenergi

Det første trin er at energien fra solen skal fanges af planterne, det sker i bladene hvor bladåbningerne tillader at der optages kuldioxid  og der optages vand fra jorden gennemrodhårene og via xylemet i planten. Solen energi fanges i klorofylet ( giver bladene deres grønne farve). Planterne har to typer klorofyl A og B.

Chlorophyl a og b udgør de lysfangende pigmenter i det fotosyntetiske system hos højere planter. Chlorophylerne ermagnesium indeholdende proteinbundne tetrapyrroler.Chlorophyl-molekylerne er kun svagt bundet til proteinmole-kylerne.

Den eneste forskel der er mellem chlorophyl a og b er at der i a er en methylgruppe (markeret lysegrøn CH3 på figuren) mens der i b er enaldehydgruppe på en af pyrrolenhederne CHO.

Da ringsystemerne består af konjugerede (regelmæssigt forskudt) dobbeltbindinger  er molekylerene i stand til at absorbere lys, jo flere konjugerede dobbeltbindinger jo længere er bølgelængden af det lys der kan absorberes.

Selvom udskiftningen af en methylgruppe med en aldehydgruppe kun er en meget lille ændring er der dog betydelige forskelle i absorptionsspektrene af de to molekyler. Energien fra solen bindes derfor som energirige bindinger i Klorofyl A og B.

Klorofyl A og B afviger kun lidt i forhold til hinanden, men deres absorptions-spektra er vidt forskellig

Klorofyllet liger i Choroplasterne, Chloroplasterne er plantecellens energiproducerende organeller. Chloroplastrene indeholder thylakoider ( membransække ), hvor det fotosyntetiske apparat og ATP-syntesen er lokaliseret. Det indre af thylakoiderne benævnes lumen.

Chloroplastrene er forsynet med deres eget DNA i form af et lille ringformet kromosom, chloroplastrene har derfor også deres egen syntese af nogle få proteiner på ribosomer der er specifikke for chloroplastrene. (meget typer på at cloroplasterne oprindelig er opstået ved en symbiose )

De energirige bindinger og  elektrontransportkæden er involveret i den oxidative ATP syntese (ATP = Adenosin triphosfat) i mitochondrierne.

Elektrontransportkæden i mitochondrier består af fem proteinkomplekser samt proteinet cytochrom c. Elektrontransportkæden er lokaliseret i den indre mitochondrie-membran, hvor ATPasen også er lokaliseret.

De fem proteinkomplekser er:

  1. NADH-dehydrogenase
  2. succinat dehydrogenase
  3. cytochrom reductase
  4. cytochrom oxidase
  5. ATP-ase.

Derudover består elektrontransportkæden af cytochrom c og coenzym Q (ubiquinon). Under elektrontransporten fra NADH til NAD+  under forbrug af oxygen,  dannes der vand og der pumpes  protoner ud i rummet mellem den ydre og den indre membran. Derved opstår en elektrokemisk gradient, hvis hovedformål er at drive biosyntesen af ATP. Elektrontransportkæden og ATP-biosyntesen er derved koblet via den elektrokemiske gradient. ATP syntesen katalyseres af ATPasen (enzymkompleks). ATPasen er et komplekst membran bundet multienzymkompleks der er lokaliseret på indersiden af den indre mitochondriemembran.

ATPasen resulterer i, at der sættes et phosfat molekyle på et AMP (adenosinmonophosfat), så det opbygges til ADP (adenosindiphosfat) herefter sættes der endnu et phosfat molekyle på ADP så det bliver til  ATP (adenosintriphosfat)

AdenosinTriPhosfat = ATP

ATP er organismens brændselselementer, det er ved hjælp af ATP's energirige phosfat bindinger at organismen oplager energi (en slags organisk batteri).

Når cellerne skal bruge energi, f.eks. ved opbygning af fedtvæv så fraspaltes Phosfat fra ATP til ADP, når denne proces kobles på biosynteser opbygges der nye molekyler (f.eks. proteiner) under forbrug af ATP.

Det er et kompleks syntese system hvis formål det er at opbygge sukkerstof ud fra kuldioxid og vand ved hjælp af solenergi.