Mechanizmy regulacyjne fazy świetlnej fotosyntezy u roślin wyższych

Abstrakt

Faza świetlna fotosyntezy jest kluczowym procesem energetycznym u roślin wyższych. Jej celem jest konwersja energii świetlnej w energię chemiczną w postaci ATP i NADPH, które są następnie wykorzystywane do asymilacji CO2 oraz szeregu innych procesów metabolicznych. Utrzymanie optymalnej wydajności procesu fotosyntezy wymaga ścisłej regulacji organizacji błon tylakoidów i szybkiego reagowania na zmienne warunki środowiska. Głównym czynnikiem wpływającym na wydajność fotosyntezy jest światło, które w zbyt wysokim natężeniu prowadzi do spowolnienia procesu. Dlatego rośliny wykształciły szereg mechanizmów ochronnych regulujących reakcje świetlne fotosyntezy i działających na poziomie absorpcji energii świetlnej, transportu elektronów oraz dystrybucji i wykorzystania siły redukcyjnej. Należą do nich m. in.: (i) niefotochemiczne wygaszanie energii regulujące ilość dostarczanej energii wzbudzenia; (ii) proces przejścia stanów redystrybuujący ją pomiędzy fotosystemami; (iii) redundantne szlaki transportu elektronów odpowiadające za utrzymanie równowagi redoks w chloroplastach. Wszystkie te mechanizmy, w połączeniu z systemami antyoksydacyjnymi, mają na celu utrzymanie funkcji aparatu fotosyntetycznego w niesprzyjających warunkach wzrostu.