Fotofosforilasi adalah cara organisme fotosintesis menangkap energi dari sinar matahari, menghasilkan ATP. Fenomena ini termasuk reaksi yang tak terhitung banyaknya yang terjadi di kloroplas.
Dalam fotofosforilasi asiklik, ketika pigmen (klorofil) dan molekul air terkena foton (partikel cahaya), terjadi pelepasan elektron. Elektron yang dilepaskan oleh klorofil ditangkap oleh hidrogen yang, pada gilirannya, ditangkap oleh molekul NAD.
Setelah terbentuk, NADH2 bertanggung jawab untuk pembentukan ATP.
Klorofil kemudian, kekurangan elektron. Elektron yang dilepaskan oleh pemecahan air, menggantikan yang hilang oleh klorofil. Pemecahan atau pemecahan air melepaskan oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis.
Dalam fotofosforilasi siklik, elektron yang dilepaskan oleh aksi foton kembali ke pigmen awal, setelah digunakan dalam produksi ATP.
Disebut siklik karena elektron digunakan kembali oleh klorofil. Ini adalah bentuk alternatif produksi ATP. Fotofosforilasi asiklik adalah yang paling banyak digunakan oleh sel.
Fotofosforilasi asiklik dan siklik
Dalam kloroplas sel tumbuhan, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia.
Reaksi yang secara langsung bergantung pada cahaya berlangsung pada tingkat membran tilakoid.
Proses ini dimulai dengan penangkapan energi cahaya dalam fotosistem. Ada dua jenis fotosistem, I dan II.
Pusat reaksi Fotosistem I diberi nama P 700 , karena menyerap cahaya dengan panjang gelombang mendekati 700 nm, sedangkan pusat reaksi fotosistem II diberi nama P 680 karena menyerap cahaya dengan panjang gelombang mendekati 680 nm.
Ketika klorofil, yang merupakan pusat reaksi tereksitasi oleh foton, ia melepaskan elektron, mengoksidasi. Elektron ini ditangkap oleh molekul penerima elektron yang direduksi.
Sintesis ATP dan NADPH bergantung pada aliran elektron ini, yang dimulai di pusat reaksi fotosistem. Aliran ini dapat terjadi dalam dua cara yang berbeda.
– fotofosforilasi asiklik – asiklik;
– siklik – fotofosforilasi siklik.
Skema di bawah ini mewakili fosforilasi asiklik
Fotofosforilasi asiklik menghasilkan jumlah ATP dan NADPH + H + yang identik . Namun, tanaman membutuhkan jumlah ATP yang lebih besar daripada NADPH. Jadi tanaman terkadang melakukan bentuk tambahan fotofosforilasi di mana NADPH + H + tidak dihasilkan .
Proses yang hanya menghasilkan ATP hanya melibatkan fotosistem I dan disebut fotofosforilasi siklik.
Dalam proses fotofosforilasi siklik ini:
– Pigmen fotosistem menangkap energi cahaya yang ditransfer ke klorofil energi pusat reaksi
– Klorofil yang tereksitasi mentransfer elektronnya ke akseptor (ferrodoksin).
– Elektron bergerak melalui rantai transpor, terjadi serangkaian reaksi oksidasi-reduksi yang mengarah pada pelepasan energi, yang sebagian digunakan untuk memfosforisasi ADP, membentuk ATP.
– Pada akhir rantai, elektron kembali ke pusat reaksi fotosistem I, sehingga menjadi aliran elektron yang bersiklus.