Berdasarkan Julie (2012), tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar
matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO2
dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran
tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa
elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia,
juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ menjadi energi
pembawa ATP dan NADPH.
Reaksi terang
terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan
membran dalam kloroplas. Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan
mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka
disebut grana.
Secara ringkas,
reaksi terang pada fotosintesis ini terbagi menjadi dua, yaitu fosforilasi siklik dan fosforilasi
nonsiklik. Fosforilasi adalah reaksi
penambahan gugus fosfat kepada senyawa organik untuk membentuk senyawa fosfat
organik. Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini
disebut juga fotofosforilasi.
Reaksi
fotofosforilasi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem,
yaitu fotosistem I. Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai
dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I.
Pertama, energi
cahaya, yang dihasilkan oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700
tereksitasi (menjadi aktif karena rangsangan dari luar), dan keluar menuju
akseptor elektron primer kemudian menuju rantai transpor elektron. Karena P700
mentransfer elektronnya ke akseptor elektron, P700 mengalami defisiensi
elektron dan tidak dapat melaksanakan fungsinya. Selama perpindahan elektron
dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi transformasi hidrogen
bersama-sama elektron. Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak proton,
yang memompa ion H+ melewati membran, yang kemudian menghasilkan
gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama
kemiosmosis, yang kemudian menghasilkan ATP. Dari rantai transpor,
elektron kembali ke fotosistem I. Dengan kembalinya elektron ke fotosistem I,
maka fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya. Fotofosforilasi siklik
terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua organisme
fotoautotrof.
Reaksi
fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua
fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II. Dalam
fotofosforilasi nonsiklik, pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi
elektron tidak kembali lagi ke fotosistem II.
Mula-mula,
molekul air diurai menjadi 2H+ + 1/2O2 + 2e-.
Dua elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II, sementara ion H+ akan
digunakan pada reaksi yang lain dan O2 akan dilepaskan ke udara
bebas. Karena tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada di P680
menjadi tereksitasi dan keluar menuju akseptor elektron primer. Setelah terjadi
transfer elektron, P680 menjadi defisiensi elektron, tetapi dapat cepat dipulihkan
berkat elektron dari hasil penguraian air tadi. Setelah itu mereka bergerak
lagi ke rantai transpor elektron, yang membawa mereka melewati pheophytin,
plastoquinon, komplek sitokrom b6f, plastosianin, dan akhirnya sampai di
fotosistem I, tepatnya di P700. Perjalanan elektron diatas disebut juga dengan
“skema Z”. Sepanjang perjalanan di rantai transpor, dua elektron tersebut
mengeluarkan energi untuk reaksi sintesis kemiosmotik ATP, yang kemudian
menghasilkan ATP.
Sesampainya di
fotosistem I, dua elektron tersebut mendapat pasokan tenaga yang cukup besar
dari cahaya matahari. Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor,
feredoksin, dan akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana dua elektron
tersebut telah ditunggu oleh NADP+ dan H+, yang berasal
dari penguraian air. Dengan bantuan suatu enzim bernama Feredoksin-NADP
reduktase, disingkat FNR, NADP+, H+, dan elektron
tersebut menjalani suatu reaksi:
NADP++H++2e-—>NADPH
NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson, atau reaksi gelap.
NADP++H++2e-—>NADPH
NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson, atau reaksi gelap.
Fotofosforilasi siklik dan
fotofosforilasi nonsiklik memiliki perbedaan yang mendasar, yaitu sebagai
berikut :
FOTOFOSFORILASI SIKLIK
|
FOTOFOSFORILASI NONSIKLIK
|
Hanya melibatkan fotosistem I
|
Melibatkan fotosistem I dan II
|
Menghasilkan ATP
|
Menghasilkan ATP dan NADPH
|
Tidak terjadi fotolisis air
|
Terjadi fotolisis air untuk
menutupi kekurangan elektron pada fotosistem II
|
http://jeanejulie.blogspot.com/2012/06/biokimia-reaksi-gelap-dan-reaksi-terang.html
No comments:
Post a Comment