Rola alternatywnych ścieżek przepływu elektronów w łańcuchu fotosyntetycznym roślin wyższych

Abstrakt

Faza jasna fotosyntezy zachodzi w obrębie błon tylakoidowych chloroplastów, jej funkcją jest absorbcja światła i wykorzystanie jego energii do wytwarzania ATP i siły redukcyjnej NADPH. Główną ścieżką przepływu elektronów w łańcuchu fotosyntetycznym jest liniowy transport elektronów (LET), w którym uczestniczą oba fotosystemy (PSII, PSI). W trakcie LET produkowane są zarówno cząsteczki ATP jak i NADPH, jednak synteza tych związków jest niewystraczająca do pokrycia zapotrzebowania energetycznego cyklu Calvina. Ponadto, zaburzenia równowagi metabolicznej wynikające z warunków stresu środowiskowego, powodują zwiększenie zapotrzebowania na ATP, które nie może być w pełni pokryte przez LET. Dlatego też muszą istnieć alternatywne drogi przepływu elektronów. Należą do nich: cykliczny transport z udziałem kompleksu NDH lub kompleksu PGR5/PGRL1, cykl woda-woda, czy ścieżka z udziałem enzymu PTOX. Efektem aktywności alternatywnych dróg transportu elektronów jest utrzymanie optymalnego stosunku produkcji ATP/NADPH, wynikającego z aktualnego zapotrzebowania chloroplastu, co pozwala na regulowanie równowagi oksydoredukcyjnej i zawartości ATP.