Hva er hensikten med ATP i Fotosyntese?

Planter, alger og enkelte bakterier produserer sin egen mat gjennom foto. Den samlede reaksjon for fotosyntese bruker sollyset til å konvertere seks vannmolekyler og seks karbondioksid molekyler i seks oksygenmolekyler og ett glukosemolekyl. Imidlertid er selve prosessen ganske kompleks med sollys og vann som blir brukt til å generere en energi molekyl kalt adenosintrifosfat (ATP) som styrer syntese av glukose fra karbondioksyd. Uten ATP, reaksjonene som skaper glukose stopper opp og matproduksjon opphører.

ATP

Cellene bruker ATP til å lagre energien som trengs for å kjøre mange cellulære prosesser, herunder reaksjonene som genererer sukker under fotosyntesen. Hovedstrukturen av ATP er en ribose-sukker festet til adenin, et purin molekyl også brukt i DNA og RNA monomerer. I tillegg til denne strukturen er tre fosfatgrupper bundet til ribose. Fjerningen av en fosfatgruppe fra ATP produserer ADP (adenosin difosfat) frigjør energi som kan brukes til å drive andre reaksjoner i cellen. Omvendt kan cellen lagre energi ved å tilsette en fosfatgruppe til ADP å generere ATP.

Fotosyntese

Alle organismer trenger mat for å gi energi til å opprettholde livet. Organismer som planter lager sin egen mat gjennom fotosyntesen og dermed produsere mat for organismene som er avhengige av plantene for deres mat. Reaksjoner av fotosyntese kan grupperes i lyset reaksjoner og de mørke reaksjoner. De lysereaksjoner generere energi fra sollys og vann, mens de mørke reaksjoner bruker karbondioksid for å syntetisere mat molekyler, spesielt glyceraldhyde-3-fosfat, som senere kan omdannes til glukose i cellen.

Lys Reaksjoner

I lys reaksjoner, også kalt fotofosforylering, pigment klorofyll bruker sollys til energi elektroner, som brukes til å lage et proton gradient over en membran. Elektronet tapt av klorofyll er erstattet av et vannmolekyl, og til slutt å redusere vannmolekylet i protoner (hydrogenioner), og diatomisk oksygen. Protonene strømme tilbake gjennom membranen gjennom et enzym kalt ATP syntetase, som bruker energi til å skape ATP. Dette ATP blir deretter brukt til å drive de mørke reaksjoner i fotosyntesen.

Mørke Reaksjoner

I de mørke reaksjoner, også kjent som Calvin syklus, blir karbondioksyd festet til et molekyl som kalles ribulose bifosfat å lage glukose. ATP og et annet molekyl kalt NADPH også genereres i lyset reaksjoner er nødvendig for å drive de enzymatiske reaksjoner. Tre molekyler av karbondioksid for å produsere en enkelt molekyl av glyseraldehyd-3-fosfat, forbruker ni molekyler av ATP i prosessen. Den brukte ATP blir ADP, krever de lette reaksjoner for å konvertere tilbake til ATP.

C-4 Pathway

Planter tilpasset tropiske eller tørre miljøer står overfor et problem med den konvensjonelle veien brukes av planter i tempererte klima. Dette problem oppstår mellom behovet for karbondioksyd i den mørke reaksjoner, mens på samme tid å redusere vanntapet i dagslys når lyset reaksjoner er i drift. Disse plantene har klart å løse dette dilemmaet ved å lagre karbondioksid i andre molekyler i løpet av natta for bruk i dagslys timer når sollys er tilgjengelig for å generere ATP. Dette gjør plantene å stenge sin stomi, åpninger i bladet som tillater gassutveksling, i dagslys og redusere vanntapet.