Teoretické modelování vlivu elektrického pole přenašečů elektronů ve fotosystému II na fluorescenční indukci chlorofylu

Barbora CHMELINOVÁ

Bachelor's thesis

Theoretical modelling of effect of electric fields generated by electron transporters on chlorophyll fluorescence induction

Abstract:

Chlorofylová fluorescence vypovídá o (ne)schopnosti organizmu využít absorbovanou energii světla pro fotochemickou reakci. Nepřímo tak umožňuje sledovat funkční stav složek fotosyntetického transportního řetězce elektronů. Jednou z možností, jak se fluorescence chlorofylu dá měřit, je detekovat její časový průběh při osvětlení vzorku předem adaptovaného na tmu. Takto se měří tzv. fluorescenční indukční jev, jehož počáteční nárůst (fluorescence rise, FLR) je studován v této práci. Charakteristický průběh FLR měřeného za velké intenzity excitačního světla znázorňuje O-K-J-I-P křívka. Pro studium této křivky je místo jejího experimentálního měření v této práci použito její matematické modelování. Díky modelování je možné odhalit, které parametry mají vliv na průběh FLR. Stávající model Dušana Lazára (2003) je rozšířen o vliv elektrického pole, které vytvářejí elektrony setrvávajících na přenašečích v PSII. Jsou nasimulované tři křivky: u první se předpokládá vliv elektrického pole pouze na akceptorové straně PSII, u druhé je rozšířen model o elektrické pole na donorové straně PSII a u třetí je vliv tohoto elektrického pole od S-stavů z OEC. V práci bylo jasně ukázáno, že elektrické pole vytvářející se elektrony během jejich transportu v PSII má vliv na tvar křivky FLR.

Abstract:

Chlorophyll fluorescence informs about an organism?s (dis)ability to use absorbed light energy for photochemic reactions. Thus it indirectly enables to observe functional state of photosynthetic electron transport chain components. One of the ways how to measure chlorophyll fluorescence is to detect its time course while a dark-adapted sample is enlightened. This is how the so-called fluorescence induction is measured, whose initial rise (fluorescence rise, FLR) is studied in this work. Typical FLR course measured at high intensity of excited light is represented by the O-K-J-I-P curve. To investigate the above-mentioned curve, its mathematical modelling is employed instead of its experimental measurements. The modelling can reveal parameters affecting the FLR course. Current model by Dušan Lázar (2003) was extended by the influence of electric field which produces electrons remaining on the electron transporters in PSII. Three curves are simulated: the first one demonstrates eletric field impact only on the acceptor side of PSII, the second one also on the donor side of PSII and the third one contains eletric field impact from the S-states of OEC. This work has clearly showed that electric field created by electrons within their transport in PSII affects the shape of simulated FLR curve.

Keywords

Elektrické pole, elektronový transport, fotosystém II, fluorescenční nárůst, chlorofyl, simulace, teoretický model

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 8. 2012

Accessible from:: 10. 8. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Doc. RNDr. Dušan Lazár, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Molecular Biophysics