રસાયણ-આસૃતિ (Chemiosmotic) ઉત્કલ્પનાનું વર્ણન કરો.

(N/A) રસાયણ-આસૃતિ ઉત્કલ્પના હરિતકણમાં $ATP$ સંશ્લેષણની ક્રિયાવિધિ સમજાવે છે.
- શ્વસનની જેમ જ,પ્રકાશસંશ્લેષણમાં પણ $ATP$ સંશ્લેષણ પટલ (થાયલેકોઇડ પટલ) ની આરપાર પ્રોટોન ઢાળના નિર્માણ સાથે જોડાયેલું છે.
- મુખ્ય તફાવત: શ્વસનમાં,ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ દરમિયાન પ્રોટોન $(H^{+})$ કણાભસૂત્રની આંતરપટલીય અવકાશમાં જમા થાય છે.
પ્રોટોન ઢાળનું નિર્માણ:
$(a)$ પાણીના અણુનું વિભાજન પટલની અંદરની તરફ થાય છે,તેથી ઉત્પન્ન થયેલા પ્રોટોન $(H^{+})$ થાયલેકોઇડના લ્યુમેનમાં જમા થાય છે.
$(b)$ જેમ ઇલેક્ટ્રોન ફોટોસિસ્ટમમાંથી પસાર થાય છે,તેમ પ્રોટોન પટલની આરપાર વહન પામે છે. પટલની બહારની તરફ આવેલ પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહી ઇલેક્ટ્રોનને ઇલેક્ટ્રોન વાહકને બદલે $H$ વાહકને આપે છે. આ અણુ ઇલેક્ટ્રોનનું વહન કરતી વખતે સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે. જ્યારે તે ઇલેક્ટ્રોનને અંદરની તરફના વાહકને આપે છે,ત્યારે પ્રોટોન લ્યુમેનમાં મુક્ત થાય છે.
$NADP^{+}$ નું રિડક્શન:
$(c)$ $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક પટલની સ્ટ્રોમા તરફની બાજુએ આવેલો છે. $PS I$ ના ઇલેક્ટ્રોન સાથે,$NADP^{+}$ ના $NADPH + H^{+}$ માં રિડક્શન માટે પ્રોટોનની જરૂર પડે છે. આ પ્રોટોન પણ સ્ટ્રોમામાંથી દૂર થાય છે.
$NADP^{+} + 2H^{+} \longrightarrow NADPH + H^{+}$
- પરિણામે,સ્ટ્રોમામાં પ્રોટોનની સંખ્યા ઘટે છે અને લ્યુમેનમાં પ્રોટોન જમા થાય છે,જે પ્રોટોન ઢાળ બનાવે છે અને લ્યુમેનમાં $pH$ માં ઘટાડો કરે છે.
મહત્વ: આ ઢાળ તૂટવાથી ઉર્જા મુક્ત થાય છે. પ્રોટોન $ATPase$ ઉત્સેચકની ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ચેનલ દ્વારા સ્ટ્રોમામાં પાછા ફરે છે.
$ATPase$ ઉત્સેચકની રચના:
- $F_{0}$: આ ભાગ પટલમાં ખૂંપેલો હોય છે અને પ્રોટોનના પ્રસરણ માટે ચેનલ બનાવે છે.
- $F_{1}$: આ ભાગ થાયલેકોઇડ પટલની બહારની સપાટી પર સ્ટ્રોમા તરફ ઉપસેલો હોય છે. ઢાળ તૂટવાથી મુક્ત થતી ઉર્જા $F_{1}$ માં રચનાત્મક ફેરફાર કરે છે,જે $ATP$ સંશ્લેષણ પ્રેરે છે.
રસાયણ-આસૃતિ માટેની જરૂરિયાતો:
$(a)$ પટલ,પ્રોટોન પંપ,પ્રોટોન ઢાળ અને $ATPase$.
$(b)$ પ્રોટોનને પટલની આરપાર પંપ કરવા માટે ઉર્જા વપરાય છે,જેથી લ્યુમેનમાં પ્રોટોનની સાંદ્રતા વધે.
$(c)$ $ATPase$ પ્રોટોનને પાછા સ્ટ્રોમામાં આવવા દે છે,જે $ATP$ સંશ્લેષણ માટે ઉર્જા પૂરી પાડે છે.
ઉપયોગ: ઉત્પન્ન થયેલ $ATP$ અને $NADPH$ નો ઉપયોગ સ્ટ્રોમામાં $CO_{2}$ ના સ્થાપન અને શર્કરાના સંશ્લેષણ ($C_{3}$ પથ) માટે તરત જ થાય છે.