فتوسنتز میکروبی
فتوسنتز میکروبی شامل فتوسنتز اکسیژنزا در سیانوباکتریها و فتوسنتز غیر اکسیژنزا در چندین گروه باکتریایی است؛ فرآیندهایی که شیمی زمین اولیه را شکل دادند.
Definition
فتوسنتز میکروبی تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی توسط میکروارگانیسمها است که شامل هر دو شکل اکسیژنزا که با تجزیه آب اکسیژن آزاد میکنند و اشکال غیر اکسیژنزا که از سایر اهداکنندگان الکترون استفاده میکنند، میشود.
Scope
این موضوع شامل رنگدانههای نوری مانند کلروفیلها و باکتریوکلروفیلها؛ برداشت نور و مرکز واکنش فتوسنتزی؛ فتوسنتز اکسیژنزا در سیانوباکتریها با دو فتوسیستم و شیمی تجزیه آب؛ فتوسنتز غیر اکسیژنزا در باکتریهای بنفش و سبز با استفاده از یک فتوسیستم واحد و اهداکنندگان الکترون غیر از آب؛ و اهمیت تکاملی و زیستمحیطی فتوتروفی میشود.
Core questions
- رنگدانههای نوری چگونه نور را جذب کرده و تبدیل انرژی را آغاز میکنند؟
- چه چیزی فتوسنتز اکسیژنزا را از فتوسنتز غیر اکسیژنزا متمایز میکند؟
- فتوسنتز سیانوباکتریایی چگونه اتمسفر اولیه را دگرگون کرد؟
- فتوتروفهای غیر اکسیژنزا به جای آب از کدام اهداکنندگان الکترون استفاده میکنند؟
Key concepts
- کلروفیلها و باکتریوکلروفیلها
- برداشت نور و مراکز واکنش
- فتوسنتز اکسیژنزا و تجزیه آب
- فتوسنتز غیر اکسیژنزا
- رویداد بزرگ اکسیژناسیون
Key theories
- فتوسنتز مقایسهای
- کورنلیس ون نیل چارچوبی کلی را پیشنهاد کرد که در آن فتوسنتز از نور برای هدایت انتقال الکترونها از یک اهداکننده به دیاکسید کربن استفاده میکند، و آب تنها یکی از اهداکنندگان ممکن است، که اشکال اکسیژنزا و غیر اکسیژنزا را یکپارچه میکند.
Mechanisms
رنگدانههای نوری نور را جذب کرده و انرژی را به مراکز واکنش منتقل میکنند، جایی که تحریک، انتقال الکترون و تولید نیروی محرکه پروتونی برای سنتز ATP را هدایت میکند. در فتوسنتز اکسیژنزا، دو فتوسیستم که به صورت سری عمل میکنند، الکترونها را از آب استخراج کرده و اکسیژن آزاد میکنند، در حالی که در فتوسنتز غیر اکسیژنزا، یک فتوسیستم واحد از اهداکنندگانی مانند سولفید هیدروژن یا ترکیبات آلی استفاده میکند و اکسیژن تولید نمیکند.
Clinical relevance
فتوسنتز سیانوباکتریایی سهم عمدهای در تولید اولیه جهانی و تأمین اکسیژن دارد، ظهور فتوسنتز اکسیژنزا به طور عمیقی اتمسفر زمین را تغییر داد، و میکروبهای فتوتروف برای زیستانرژی و جذب کربن مورد توجه فزایندهای قرار گرفتهاند.
History
مطالعات مقایسهای کورنلیس ون نیل در اوایل قرن بیستم بر روی فتوسنتز باکتریایی و گیاهی نشان داد که آب اهداکننده الکترون در فتوسنتز اکسیژنزا است، در حالی که باکتریهای غیر اکسیژنزا از اهداکنندگان دیگری استفاده میکنند؛ بینشی یکپارچه که درک نحوه مهار انرژی نور را بازتعریف کرد.
Key figures
- Cornelis van Niel
- Sergei Winogradsky
Related topics
Seminal works
- madigan2018
- willey2020
Frequently asked questions
- فتوسنتز غیر اکسیژنزا چیست؟
- فتوسنتز غیر اکسیژنزا نوعی تبدیل انرژی با کمک نور است که توسط برخی باکتریها انجام میشود و از اهداکنندگان الکترون غیر از آب، مانند سولفید هیدروژن، استفاده میکنند و بنابراین اکسیژن تولید نمیکنند. این فرآیند از یک فتوسیستم واحد به جای دو فتوسیستم موجود در فتوتروفهای اکسیژنزا استفاده میکند.