İşıq mərhələsi

İşıq mərhələsi

Bitkilərin fotosintez prosesində istifadə etdikləri yeganə enerji qaynağı olan günəş işığı müxtəlif rənglərin birləşməsidir və bu rənglərin enerji yükü bir-birindən fərqlidir. Günəş işığındakı rənglərin təhlil edilməsi ilə ortaya çıxan və spektr adı verilən rəng silsiləsinin bir ucunda qırmızı və sarı rənglər, o biri ucunda da mavi və bənövşəyi rənglər olur. Ən çox enerji daşıyanlar spektrin  hər iki ucunda olan rənglərdir. Bu enerji müxtəlif bitkilər üçün çox əhəmiyyətlidir, çünki fotosintez prosesinin getməsi üçün daha çox enerjiyə ehtiyacları var. Bitkilər daha çox enerji daşıyan bu rəngləri dərhal tanıyırlar və fotosintez əsnasında günəş şüalarından spektrin hər iki ucundakı rəngləri, daha doğrusu işığın dalğa uzunluqlarını qəbul edirlər.

Spektrin ortasında yerləşən yaşıl rənglərin enerji yükü daha az olduğu üçün yarpaqlar bu dalğa uzunluqlarındakı şüaların çox az hissəsini udub, böyük hissəsini isə əks etdirirlər. Bu xloroplastların içində yerləşən xlorofil piqmentlərinin sayəsində reallaşır. Yarpaqların yaşıl görünməsinin səbəbi də elə budur. Fotosentez prosesi bitkilərin yaşıl görünməsinə səbəb olan bu piqmentlərin günəş işığını udmasından qaynaqlanan həyəcanlanma ilə başlayır. Görəsən xlorofillər bu həyəcanlanma ilə fotosintez prosesinə necə başlayırlar? Bu suala cavab verə bilmək üçün əvvəlcə xloroplastların içində olan və xlorofilləri içində saxlayan Tilakoid membranının  quruluşunu araşdırmaq lazımdır.

Günəş dünyanın enerji qaynağıdır və daim işıq şüası saçır. Bu şüalardan canlıların “görünən işıq” olaraq qəbul etdiyi şüalar bitkilər tərəfindən istifadə edilir. Şəkildə görünən qısa dalğa uzunluqlu mavi işıq, uzun dalğa uzunluqlu qırmızı işıqdan daha yüksək enerjiyə malikdir. Bitkilər fotosintez prosesində daha yüksək enerjiyə malik, böyük dalğa uzunluğuna sahib olan işığı istifadə edirlər.

Xlorofillər “xlorofil-a” və “xlorofil-b” olaraq iki növə ayrılırlar. Bu iki növ xlorofil günəş işığını udaraq, əldə etdikləri enerjini fotosintez prosesinə başlanğıc verən  fotosistəmlərin içində toplayırlar. Şəkildən də gördüyümüz kimi, fotosistemlər  tilakoidin içində yerləşən bir qrup xlorofil molekullarıdır.

Yaşıl bitkilərin demək olar ki, hamısı bir fotosistem ilə birmərhələli fotosintezi reallaşdırır, bitkilərin 3%-də fotosintezin ikimərhələli olmasını təmin edən iki fərqli fotosistem var. “Fotosistem 1” və “Fotosistem 2” olaraq adlandırılan bu komplekslərdə toplanan enerji daha sonra bir “xlorofil-a” molekuluna göndərilir. Beləliklə, hər iki fotosistemdə reaksiya mərkəzləri meydana gəlir. İşığın udulması ilə yaranan enerji reaksiya mərkəzlərindəki yüksək enerjili elektronların göndərilməsinə, yəni itirilməsinə səbəb olur. Bu yüksək enerjili elektronlardan daha sonrakı mərhələlərdə suyun parçalanıb oksigenin ayrılması üçün istifadə edilir. Bu mərhələdə silsilə elektron yerdəyişməsi reallaşır.

“Fotosistem 1” tərəfindən verilən elektron “Fotosistem 2”-dən ayrılan elektronla yer dəyişdirir. “Fotosistem 2”-dən ayrılan elektronlar da suyun parçalanmasından ayrılan elektronlarla yer dəyişdirir. Nəticədə su, oksigen, protonlar və elektronlar təhlil edilmiş olur.

Yarpaqlardakı xlorofil molekulu xloroplastlardakı tilakoid adı verilən membranın içində yerləşir. Yuxarıdakı sxemdə izah edildiyi kimi, tilakoidlərin bir millimetrin mində biri böyüklüyündə orqan olan xloroplastın çox kiçik parçası olduğu unudulmamalıdır. Tilakoidlərdəki bu dizaynın təsadüfən meydana gəlməsi, əlbəttə ki, qeyri-mümkündür. Kainatdakı hər şey kimi yarpaqlar da Allah tərəfindən yaradılmışdır.

Yaranan protonlar tilakoidin içinə daşınaraq hidrogen daşıyıcı molekulu NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) ilə birləşirlər. Nəticədə NADPH molekulu yaranır. Suyun parçalanmasından sonra yaranan protonlardan bəziləri isə tilakoid membranındakı ferment kompleksləri ilə birləşərək ATP molekulunu (hüceyrədə gedən proseslərdə istifadə olunan enerji mənbəyi) meydana gətirirlər. Bütün bu proseslərin nəticəsində bitkilərin üzvi maddələr istehsal edə bilməsi üçün ehtiyac duyduqları enerji artıq istifadə edilməyə hazır olur. Reaksiyaları ardıcıl şəkildə yekunlaşdırmağa çalışdığımız bu hadisələr fotosintez prosesinin yalnız ilk mərhələsidir. Bitkilərin qida istehsal edə bilməsi üçün enerji lazımdır. Bunu təmin etmək üçün təşkil edilən “xüsusi yanacaq istehsalı planı” sayəsində digər proseslər də əskiksiz tamamlanır.