Soru:
Bir öğrenci, ışığa bağımlı reaksiyonlar sırasında tilakoid boşlukta (lumen) proton (\(H^+\)) konsantrasyonunun arttığını gözlemliyor. Bu artışın, reaksiyonların temel ürünlerinden ATP ve NADPH'nin sentezini nasıl etkilediğini açıklayınız.
Çözüm:
💡 Bu soru, kemiosmotik hipotez ve proton gradyanının önemini kavramayı gerektirir.
- ➡️ İlk adım, protonların nereden geldiğini hatırlamaktır. Protonlar, suyun fotolizi sırasında ve elektron taşıma zinciri (ETZ) boyunca tilakoid lumen'e pompalanır.
- ➡️ İkinci adım, bu proton birikiminin (gradyanının) sonuçlarını düşünmektir. Lumen'de yüksek konsantrasyonda biriken protonlar, tilakoid zarı üzerindeki ATP sentaz enziminden stromaya geri akmak ister.
- ➡️ Bu proton akışı, ATP sentaz enzimini harekete geçirir ve enzim, ADP + Pi'den ATP sentezler. Yani, proton gradyanı doğrudan ATP üretimini sağlar.
- ➡️ NADPH sentezi için ise, protonlar doğrudan bir substrattır. ETZ'nin sonunda, stromadan alınan bir proton (\(H^+\)) ve iki elektron (\(e^-\)), NADP+'yi indirgeyerek NADPH oluşturur. Bu nedenle, proton gradyanının oluşması ve NADPH sentezi için gerekli protonların sağlanması birbiriyle bağlantılıdır.
✅ Sonuç olarak, tilakoid lumen'deki proton konsantrasyonunun artması, ATP sentezini doğrudan tetikler ve NADPH sentezi için gerekli protonları sağlar.
