Kluczowa różnica - łańcuch transportu elektronów w mitochondriach a chloroplasty
Oddychanie komórkowe i fotosynteza to dwa niezwykle ważne procesy wspomagające żywe organizmy w biosferze. Oba procesy obejmują transport elektronów, które tworzą gradient elektronów. Powoduje to powstanie gradientu protonów, dzięki któremu energia jest wykorzystywana do syntezy ATP przy pomocy enzymu syntazy ATP. Łańcuch transportu elektronów (ETC), który zachodzi w mitochondriach, nazywany jest „fosforylacją oksydacyjną”, ponieważ proces ten wykorzystuje energię chemiczną z reakcji redoks. Natomiast w chloroplastach proces ten nazywany jest „fotofosforylacją”, ponieważ wykorzystuje energię świetlną. To jest kluczowa różnica między łańcuchem transportu elektronów (ETC) w mitochondriach i chloroplastach.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest łańcuch transportu elektronów w mitochondriach
3. Co to jest łańcuch transportu elektronów w chloroplastach
4. Podobieństwa między ETC w mitochondriach i chloroplastach
5. Porównanie obok siebie - łańcuch transportu elektronów w mitochondriach a chloroplasty w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Czym jest łańcuch transportu elektronów w mitochondriach?
Łańcuch transportu elektronów, który występuje w wewnętrznej błonie mitochondriów, jest znany jako fosforylacja oksydacyjna, w której elektrony są transportowane przez wewnętrzną błonę mitochondriów z udziałem różnych kompleksów. To tworzy gradient protonów, który powoduje syntezę ATP. Znana jest jako fosforylacja oksydacyjna ze względu na źródło energii: czyli reakcje redoks, które napędzają łańcuch transportu elektronów.
Łańcuch transportu elektronów składa się z wielu różnych białek i cząsteczek organicznych, które obejmują różne kompleksy, a mianowicie kompleks I, II, III, IV i kompleks syntazy ATP. Podczas ruchu elektronów w łańcuchu transportu elektronów przechodzą one od wyższych poziomów energii do niższych poziomów energii. Gradient elektronów powstały podczas tego ruchu czerpie energię, która jest wykorzystywana do pompowania jonów H + przez wewnętrzną membranę z matrycy do przestrzeni międzybłonowej. To tworzy gradient protonów. Elektrony, które wchodzą do łańcucha transportu elektronów, pochodzą z FADH2 i NADH. Są one syntetyzowane we wcześniejszych etapach oddychania komórkowego, które obejmują glikolizę i cykl TCA.
Rysunek 01: Łańcuch transportu elektronów w mitochondriach
Kompleksy I, II i IV są uważane za pompy protonowe. Oba kompleksy I i II wspólnie przekazują elektrony do nośnika elektronów znanego jako ubichinon, który przenosi elektrony do kompleksu III. Podczas ruchu elektronów przez kompleks III więcej jonów H + jest dostarczanych przez wewnętrzną membranę do przestrzeni międzybłonowej. Inny ruchomy nośnik elektronów, znany jako Cytochrom C, odbiera elektrony, które następnie przechodzą do kompleksu IV. Powoduje to ostateczne przeniesienie jonów H + do przestrzeni międzybłonowej. Elektrony są ostatecznie akceptowane przez tlen, który jest następnie wykorzystywany do tworzenia wody. Gradient siły napędowej protonu jest skierowany na końcowy kompleks, którym jest syntaza ATP, która syntetyzuje ATP.
Co to jest łańcuch transportu elektronów w chloroplastach?
Łańcuch transportu elektronów, który zachodzi wewnątrz chloroplastu, jest powszechnie znany jako fotofosforylacja. Ponieważ źródłem energii jest światło słoneczne, fosforylacja ADP do ATP jest znana jako fotofosforylacja. W tym procesie energia świetlna jest wykorzystywana do tworzenia elektronu będącego donorem o wysokiej energii, który następnie przepływa w sposób jednokierunkowy do akceptora elektronów o niższej energii. Ruch elektronów od dawcy do akceptora nazywany jest łańcuchem transportu elektronów. Fotofosforylacja może mieć dwie ścieżki; cykliczna fotofosforylacja i niecykliczna fotofosforylacja.
Rysunek 02: Łańcuch transportu elektronów w Chloroplast
Cykliczna fotofosforylacja zachodzi głównie na błonie tylakoidów, gdzie przepływ elektronów jest inicjowany z kompleksu pigmentów zwanego fotosystemem I. Kiedy światło słoneczne pada na fotosystem; cząsteczki pochłaniające światło wychwytują światło i przekazują je do specjalnej cząsteczki chlorofilu w fotoukładzie. Prowadzi to do wzbudzenia i ostatecznie uwolnienia elektronu o wysokiej energii. Energia ta jest przekazywana z jednego akceptora elektronów do następnego w gradiencie elektronów, który ostatecznie jest akceptowany przez akceptor elektronów o niższej energii. Ruch elektronów indukuje siłę napędową protonów, która polega na pompowaniu H +jony przez błony. Jest to wykorzystywane w produkcji ATP. Syntaza ATP jest używana jako enzym podczas tego procesu. Cykliczna fotofosforylacja nie wytwarza tlenu ani NADPH.
W niecyklicznej fotofosforylacji dochodzi do zaangażowania dwóch fotosystemów. Początkowo cząsteczka wody jest lizowana, aby wytworzyć 2H + + 1 / 2O 2 + 2e -. Fotosystem II utrzymuje te dwa elektrony. Obecne w fotoukładzie pigmenty chlorofilowe absorbują energię światła w postaci fotonów i przekazują ją do cząsteczki rdzenia. Dwa elektrony są wzmacniane z fotosystemu, który jest akceptowany przez pierwotny akceptor elektronów. W przeciwieństwie do ścieżki cyklicznej, dwa elektrony nie powrócą do fotosystemu. Niedobór elektronów w fotoukładzie zostanie zapewniony przez lizę innej cząsteczki wody. Elektrony z fotosystemu II zostaną przeniesione do fotosystemu I, gdzie będzie miał miejsce podobny proces. Przepływ elektronów od jednego akceptora do drugiego spowoduje powstanie gradientu elektronów, który jest siłą napędową protonów wykorzystywaną w syntezie ATP.
Jakie są podobieństwa między ETC w mitochondriach i chloroplastach?
- Syntaza ATP jest wykorzystywana w ETC zarówno przez mitochondria, jak i chloroplast.
- W obu 3 cząsteczki ATP są syntetyzowane przez 2 protony.
Jaka jest różnica między łańcuchem transportu elektronów w mitochondriach i chloroplastach?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
ETC w mitochondriach vs ETC w chloroplastach |
|
| Łańcuch transportu elektronów, który występuje w wewnętrznej błonie mitochondriów, jest znany jako fosforylacja oksydacyjna lub łańcuch transportu elektronów w mitochondriach. | Łańcuch transportu elektronów, który zachodzi wewnątrz chloroplastu, jest znany jako fotofosforylacja lub łańcuch transportu elektronów w chloroplastach. |
| Rodzaj fosforylacji | |
| Fosforylacja oksydacyjna występuje w Mitochondriach ETC. | Fotofosforylacja zachodzi w ETC chloroplastów. |
| Źródło energii | |
| Źródłem energii ETP w mitochondriach jest energia chemiczna pochodząca z reakcji redoks. | ETC w chloroplastach wykorzystuje energię świetlną. |
| Lokalizacja | |
| ETC w mitochondriach ma miejsce w cristae mitochondriów. | ETC w chloroplastach zachodzi w błonie tylakoidów chloroplastu. |
| Koenzym | |
| NAD i FAD biorą udział w ETC mitochondriów. | NADP bierze udział w ETC chloroplastów. |
| Gradient protonowy | |
| Gradient protonowy działa od przestrzeni międzybłonowej do macierzy podczas ETC mitochondriów. | Gradient protonów działa od przestrzeni tylakoidów do zrębu chloroplastu podczas ETC chloroplastów. |
| Ostateczny akceptor elektronów | |
| Tlen jest ostatnim akceptorem elektronów ETC w mitochondriach. | Chlorofil w cyklicznej fotofosforylacji i NADPH + w niecyklicznej fotofosforylacji są ostatecznymi akceptorami elektronów w ETC w chloroplastach. |
Podsumowanie - Łańcuch transportu elektronów w mitochondriach a chloroplasty
Łańcuch transportu elektronów, który występuje w błonie tylakoidów chloroplastu, jest znany jako fotofosforylacja, ponieważ do napędzania procesu wykorzystywana jest energia światła. W mitochondriach łańcuch transportu elektronów jest znany jako fosforylacja oksydacyjna, w której elektrony z NADH i FADH2, które pochodzą z glikolizy i cyklu TCA, są przekształcane w ATP poprzez gradient protonów. To jest kluczowa różnica między ETC w mitochondriach a ETC w chloroplastach. Oba procesy wykorzystują syntazę ATP podczas syntezy ATP.
Pobierz wersję PDF łańcucha transportu elektronów w mitochondriach i chloroplastach
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej w trybie offline, zgodnie z notą cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między ETC w mitochondriach a chloroplastem
