पी700

P700 एक विशेष क्लोरोफिल अणु है जो पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया के फोटोसिस्टम I (PS I) में पाया जाता है। यह प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, विशेष रूप से प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं में। संख्या "700" प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (700 नैनोमीटर) को संदर्भित करती है जिसे यह क्लोरोफिल सबसे अच्छी तरह अवशोषित करता है, जो दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में आता है।

P700 की मुख्य अवधारणाएँ

फोटोसिस्टम I में स्थान

• P700 फोटोसिस्टम I (PS I) का प्रतिक्रिया केंद्र क्लोरोफिल अणु है, जो प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं में शामिल दो फोटोसिस्टम में से एक है।
• फोटोसिस्टम I क्लोरोप्लास्ट की थायलाकोइड झिल्ली में अंतर्निहित है।
• P700 विभिन्न अन्य वर्णकों (जैसे क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी और कैरोटीनॉयड) से घिरा हुआ है जो एंटीना कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। ये वर्णक प्रकाश ऊर्जा को पकड़ते हैं और इसे P700 में स्थानांतरित करते हैं।

प्रकाश अभिक्रियाओं में भूमिका

• प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान, प्रकाश ऊर्जा एंटीना पिगमेंट द्वारा अवशोषित की जाती है और P700 में स्थानांतरित की जाती है।
• जब P700 प्रकाश को अवशोषित करता है, तो यह उत्तेजित हो जाता है और एक इलेक्ट्रॉन छोड़ता है, जिसे इलेक्ट्रॉन स्वीकारकर्ताओं की एक श्रृंखला में भेजा जाता है।
• यह उत्तेजित इलेक्ट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ETC) से होकर गुजरता है, जहाँ यह अंततः NADP+ के अपचयन में मदद करता है, जिससे NADPH बनता है, जो कैल्विन चक्र (प्रकाश-स्वतंत्र अभिक्रियाओं) में उपयोग किया जाने वाला एक प्रमुख ऊर्जा अणु है।

इलेक्ट्रॉन परिवहन

• P700 द्वारा खोए गए इलेक्ट्रॉन को प्लास्टोसायनिन प्रोटीन के माध्यम से फोटोसिस्टम II (PS II) से आपूर्ति किए गए इलेक्ट्रॉनों द्वारा फिर से भर दिया जाता है, जो दो फोटोसिस्टम के बीच इलेक्ट्रॉनों को ले जाता है।
• प्लास्टोसायनिन से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने और उन्हें इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में दान करने की P700 की क्षमता NADPH के उत्पादन के लिए आवश्यक है।

तरंगदैर्ध्य अवशोषण

• P700 700 nm की तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश को सबसे अधिक कुशलता से अवशोषित करता है, जो स्पेक्ट्रम के लाल भाग में है।
• P700 द्वारा अवशोषित ऊर्जा का उपयोग इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा अवस्था में उत्तेजित करने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग तब इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को चलाने और अंततः ATP और NADPH को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।

गैर-चक्रीय और चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन में कार्य

गैर-चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन: इस मार्ग में, इलेक्ट्रॉन पानी (PS II में) से NADP+ (PS I में) में चले जाते हैं और NADPH बनाते हैं, जिसमें ATP और NADPH दोनों का उत्पादन होता है।

चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन: इस मार्ग में, P700 से इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से उसी फोटोसिस्टम में वापस चक्रित होते हैं। यह प्रक्रिया केवल ATP का उत्पादन करती है और NADPH का उत्पादन नहीं करती है। यह कैल्विन चक्र के लिए आवश्यक ATP/NADPH अनुपात को संतुलित करने में मदद करता है।

P680 से अंतर

P700 और P680 (फोटोसिस्टम II का प्रतिक्रिया केंद्र) दोनों विशिष्ट क्लोरोफिल अणु हैं, लेकिन वे अपने अवशोषण स्पेक्ट्रम में भिन्न हैं। P700 700 nm पर प्रकाश को सबसे बेहतर तरीके से अवशोषित करता है, जबकि P680 680 nm पर अवशोषित करता है। दोनों प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश प्रतिक्रियाओं में एक साथ काम करते हैं लेकिन अलग-अलग फोटोसिस्टम का हिस्सा हैं। प्रकाश संश्लेषण में P700 का महत्व: P700 फोटोसिस्टम I के कार्य के लिए आवश्यक है, जो प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के अंतिम चरणों को संचालित करता है। यह NADPH का उत्पादन सुनिश्चित करता है, जो PS II में उत्पादित ATP के साथ, कैल्विन चक्र में कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज में स्थिर करने के लिए उपयोग किया जाता है। P700 का कुशल कामकाज फोटोसिस्टम के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को विनियमित करने में मदद करता है, यह सुनिश्चित करता है कि ऊर्जा उत्पादन पौधे की वृद्धि और विकास के लिए अनुकूलित हो। आरेखीय प्रतिनिधित्व: प्रकाश प्रतिक्रियाओं, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और NADPH के उत्पादन में फोटोसिस्टम I और P700 की भूमिका को दर्शाने वाला एक आरेख इस अवधारणा को समझने के लिए आवश्यक है।

क्लोरोफिल ए क्लोरोफिल का एक विशिष्ट रूप है जिसका उपयोग ऑक्सीजनयुक्त प्रकाश संश्लेषण में किया जाता है जो लगभग सभी पौधों में उपस्थित होता है। यह बैंगनी-नीले और नारंगी-लाल प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है। लेकिन यह स्पेक्ट्रम के हरे और लगभग हरे हिस्से को अवशोषित करने में सक्षम नहीं है।

प्रकाश संश्लेषण में सक्षम सभी जीवों में इस प्रकार का क्लोरोफिल होता है जैसे शैवाल, पौधे और सायनोबैक्टीरिया। क्लोरोफिल ए क्लोरोप्लास्ट में उपस्थित होता है और प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने में सक्षम बनाता है। यह बैंगनी-नीले और नारंगी-लाल प्रकाश को अवशोषित करता है और नीले-हरे प्रकाश को परावर्तित करता है।

फोटोरिसेप्टर के रूप में क्लोरोफिल

पर्णहरित या क्लोरोफिल वह अणु है जो सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे फोटोरिसेप्टर कहा जाता है। यह हरे पौधों के क्लोरोप्लास्ट में पाया जाता है। क्लोरोफिल अणु की मूल संरचना एक पोर्फिरिन रिंग है, जो एक केंद्रीय परमाणु से समन्वित होती है जहां केंद्रीय परमाणु मैग्नीशियम होता है। क्लोरोफिल अणु सक्रिय भाग है जो सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है और कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करता है।

क्लोरोफिल संरचना

पर्णहरित या क्लोरोफिल अणुओं में टैडपोल के आकार की संरचना होती है।'सिर' एक हाइड्रोफिलिक रिंग है जो प्रकाश ऊर्जा अवशोषण का स्थल है। इसके केंद्र में एकल मैग्नीशियम परमाणु होता है, जो क्लोरोफिल अणु के रूप में संरचना को विशिष्ट रूप से परिभाषित करने में मदद करता है।

'पूंछ' एक लंबी हाइड्रोफोबिक कार्बन श्रृंखला है, जो क्लोरोप्लास्ट की झिल्ली में पाए जाने वाले प्रोटीन अणु को सहारा देती है।साइड चेन हाइड्रोफिलिक रिंग से जुड़ी होती हैं।

विशेषता

• क्लोरोफिल ए प्राथमिक प्रकाश संश्लेषक वर्णक है।
• यह सभी पौधों, शैवाल, बैक्टीरिया, सायनोबैक्टीरिया और फोटोट्रॉफ़्स में उपस्थित होता है।
• सूर्य के प्रकाश के अवशोषण की दर बहुत मजबूत है।
• यह नीले-बैंगनी और नारंगी-लाल प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से ऊर्जा को अवशोषित करता है।
• यह 430 एनएम से 660 एनएम की सीमा में प्रकाश को अवशोषित करता है।
• क्लोरोफिल ए ऊर्जा को प्रतिक्रिया केंद्र में स्थानांतरित करता है और दो उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में दान करता है।

आणविक संरचना

क्लोरोफिल ए की आणविक संरचना में एक क्लोरीन रिंग होती है, जिसमें चार नाइट्रोजन परमाणु एक केंद्रीय मैग्नीशियम परमाणु को घेरते हैं। इसमें कई अन्य संलग्न साइड चेन और एक फाइटोल एस्टर द्वारा गठित एक हाइड्रोकार्बन पूंछ होती है।

क्लोरोफिल ए में एक बड़ी रिंग संरचना के अंदर एक मैग्नीशियम आयन होता है जिसे क्लोरीन के रूप में जाना जाता है जो पाइरोल से प्राप्त होता है। क्लोरीन से चार नाइट्रोजन परमाणु मैग्नीशियम परमाणु को घेरते हैं और बांधते हैं। साइड चेन क्लोरीन रिंग से जुड़ी होती हैं। क्लोरोफिल ए का फाइटोल एस्टर एक लंबी हाइड्रोफोबिक पूंछ है जो क्लोरोप्लास्ट के अणु से जुड़ी होती है।

क्लोरोफिल-ए के क्लोरीन वलय में तीसरे स्थान पर मिथाइल समूह होता है। क्लोरोफिल बी संरचना में, तीसरे स्थान पर क्लोरीन रिंग से जुड़ा एक एल्डिहाइड होता है।

महत्त्व

• क्लोरोफिल हरे पौधों की पत्तियों में मेसोफिल कोशिकाओं में भी उपस्थित होता है।
• इसकी केंद्रीय संरचना एक सुगंधित पोर्फिरिन या क्लोरीन रिंग प्रणाली है जिसमें एक अनुक्रमित मैग्नीशियम परमाणु होता है।
• एक पांचवीं अंगूठी पोर्फिरिन से जुड़ी हुई है और यह एक एकल अणु नहीं है क्योंकि कम से कम छह किस्में हैं जिनके छल्ले पर विभिन्न पार्श्व समूह हैं।
• क्लोरोफिल स्वस्थ एवं हरे पौधों के समुचित विकास के लिए एक कारक के रूप में कार्य करता है।
• यह इथेनॉल, ईथर में बहुत घुलनशील है, लिग्रोइन, एसीटोन, बेंजीन, क्लोरोफॉर्म में घुलनशील है।
• क्लोरोफिल पौधों को ऊतकों के निर्माण के लिए आवश्यक ऊर्जा को अवशोषित करने में सक्षम बनाने की अपनी क्षमता में अद्वितीय है।
• इसे कोशिका जैसे माइटोकॉन्ड्रिया की शक्ति के रूप में भी जाना जाता है, क्योंकि वे एटीपी के उत्पादन में मदद करते हैं।

अभ्यास प्रश्न

• क्लोरोफिल ए क्या है?
• प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया में क्लोरोफिल ए की क्या भूमिका है?
• क्लोरोफिल ए की महत्वपूर्ण विशेषताएँ लिखिए।

• फोटोसिस्टम II में P700 द्वारा अवशोषित तरंगदैर्घ्य की तुलना P680 द्वारा अवशोषित तरंगदैर्घ्य से कैसे की जाती है?
• प्रकाश प्रतिक्रियाओं में NADPH के निरंतर उत्पादन के लिए P700 में इलेक्ट्रॉनों का पुनर्जनन क्यों महत्वपूर्ण है?
• P700 से जुड़े चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन से पौधे को ATP और NADPH उत्पादन को संतुलित करने में कैसे मदद मिलती है?
• यदि P700 गैर-कार्यात्मक हो गया तो प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं का क्या होगा?