Kľúčový rozdiel - reťazec transportu elektrónov v mitochondriách vs chloroplastoch
Bunkové dýchanie a fotosyntéza sú dva mimoriadne dôležité procesy, ktoré pomáhajú živým organizmom v biosfére. Oba procesy zahŕňajú transport elektrónov, ktoré vytvárajú elektrónový gradient. To spôsobuje tvorbu protónového gradientu, pomocou ktorého sa energia využíva pri syntéze ATP pomocou enzýmu ATP syntázy. Elektrónový transportný reťazec (ETC), ktorý prebieha v mitochondriách, sa nazýva „oxidačná fosforylácia“, pretože tento proces využíva chemickú energiu z redoxných reakcií. Naopak, v chloroplaste sa tento proces nazýva „foto-fosforylácia“, pretože využíva svetelnú energiu. Toto je kľúčový rozdiel medzi elektrónovým transportným reťazcom (ETC) v mitochondriách a chloroplastoch.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to reťazec transportu elektrónov v mitochondriách
3. Čo je to reťazec prenosu elektrónov v chloroplastoch
4. Podobnosti medzi ETC v mitochondriách a chloroplastoch
5. Porovnanie vedľa seba - reťazec transportu elektrónov v mitochondriách vs. chloroplasty v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je reťazec transportu elektrónov v Mitochondriách?
Elektrónový transportný reťazec, ktorý sa vyskytuje vo vnútornej membráne mitochondrií, je známy ako oxidačná fosforylácia, pri ktorej sú elektróny transportované cez vnútornú membránu mitochondrií so zapojením rôznych komplexov. To vytvára protónový gradient, ktorý spôsobuje syntézu ATP. Je známa ako oxidačná fosforylácia v dôsledku zdroja energie: to sú redoxné reakcie, ktoré poháňajú reťazec transportu elektrónov.
Elektrónový transportný reťazec pozostáva z mnohých rôznych proteínov a organických molekúl, ktoré zahŕňajú rôzne komplexy, konkrétne komplex I, II, III, IV a komplex ATP syntázy. Počas pohybu elektrónov prostredníctvom transportného reťazca elektrónov prechádzajú z vyšších energetických hladín na nižšie energetické hladiny. Elektrónový gradient vytvorený počas tohto pohybu odvodzuje energiu, ktorá sa využíva na čerpanie iónov H + cez vnútornú membránu z matrice do medzimembránového priestoru. Takto sa vytvorí protónový gradient. Elektróny, ktoré vstupujú do reťazca transportu elektrónov, sú odvodené od FADH2 a NADH. Syntetizujú sa počas skorších bunkových respiračných štádií, ktoré zahŕňajú glykolýzu a TCA cyklus.
Obrázok 01: Elektrónový transportný reťazec v mitochondriách
Komplexy I, II a IV sa považujú za protónové pumpy. Oba komplexy I a II spoločne prechádzajú elektróny na elektrónový nosič známy ako ubichinón, ktorý prenáša elektróny na komplex III. Počas pohybu elektrónov cez komplex III sa cez vnútornú membránu dodáva do intermembránového priestoru viac iónov H +. Iný mobilný nosič elektrónov známy ako Cytochróm C prijíma elektróny, ktoré sa potom dostávajú do komplexu IV. To spôsobí konečný prenos iónov H + do medzimembránového priestoru. Elektróny sú nakoniec prijímané kyslíkom, ktorý sa potom používa na tvorbu vody. Gradient protónovej motívnej sily je zameraný na konečný komplex, ktorým je ATP syntáza, ktorá syntetizuje ATP.
Čo je reťazec transportu elektrónov v chloroplastoch?
Elektrónový transportný reťazec, ktorý prebieha vo vnútri chloroplastu, je všeobecne známy ako fotofosforylácia. Pretože zdrojom energie je slnečné svetlo, fosforylácia ADP na ATP je známa ako fotofosforylácia. V tomto procese sa svetelná energia využíva na vytvorenie vysoko donorného elektrónu, ktorý potom prúdi jednosmerne do nízkoenergetického akceptora elektrónov. Pohyb elektrónov od darcu po príjemcu sa označuje ako elektrónový transportný reťazec. Fotofosforylácia môže mať dve dráhy; cyklická fotofosforylácia a necyklická fotofosforylácia.
Obrázok 02: Elektrónový transportný reťazec v chloroplaste
Cyklická fotofosforylácia sa vyskytuje v zásade na tylakoidnej membráne, kde je tok elektrónov iniciovaný z pigmentového komplexu známeho ako fotosystém I. Keď na fotosystém dopadá slnečné svetlo; molekuly absorbujúce svetlo zachytia svetlo a odovzdajú ho špeciálnej molekule chlorofylu vo fotosystéme. To vedie k excitácii a nakoniec k uvoľneniu vysokoenergetického elektrónu. Táto energia prechádza z jedného akceptora elektrónov do ďalšieho akceptora elektrónov v elektrónovom gradiente, ktorý je nakoniec prijatý akceptorom elektrónov s nižšou energiou. Pohyb elektrónov vyvoláva protónovú hybnú silu, ktorá spočíva v čerpaní H +ióny cez membrány. Používa sa pri výrobe ATP. Počas tohto procesu sa ako enzým používa ATP syntáza. Cyklická fotofosforylácia neprodukuje kyslík ani NADPH.
Pri necyklickej fotofosforylácii dochádza k zapojeniu dvoch fotosystémov. Spočiatku sa molekula vody lyzuje za vzniku 2H + + 1 / 2O 2 + 2e -. Photosystem II uchováva dva elektróny. Chlorofylové pigmenty prítomné vo fotosystéme absorbujú svetelnú energiu vo forme fotónov a prenášajú ju do jadra molekuly. Dva elektróny sú zosilnené z fotosystému, ktorý je prijatý primárnym akceptorom elektrónov. Na rozdiel od cyklickej dráhy sa dva elektróny nevrátia do fotosystému. Deficit elektrónov vo fotosystéme zabezpečí lýza inej molekuly vody. Elektróny z fotosystému II sa prevedú do fotosystému I, kde bude prebiehať podobný proces. Tok elektrónov z jedného prijímača do druhého vytvorí elektrónový gradient, ktorý je protónovou hybnou silou, ktorá sa využíva pri syntéze ATP.
Aké sú podobnosti medzi ETC v mitochondriách a chloroplastoch?
- ATP syntáza sa v ETC využíva ako v mitochondriách, tak aj v chloroplastoch.
- V obidvoch sú 3 molekuly ATP syntetizované 2 protónmi.
Aký je rozdiel medzi reťazcom transportu elektrónov v mitochondriách a chloroplastoch?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
ETC v mitochondriách vs ETC v chloroplastoch |
|
| Elektrónový transportný reťazec, ktorý sa vyskytuje vo vnútornej membráne mitochondrií, je známy ako oxidačná fosforylácia alebo elektrónový transportný reťazec v mitochondriách. | Elektrónový transportný reťazec, ktorý prebieha vo vnútri chloroplastu, je známy ako fotofosforylácia alebo elektrónový transportný reťazec v chloroplaste. |
| Typ fosforylácie | |
| Oxidačná fosforylácia sa vyskytuje v ETC mitochondrií. | Fotoefosforylácia sa vyskytuje v ETC chloroplastov. |
| Zdroj energie | |
| Zdrojom energie ETP v mitochondriách je chemická energia pochádzajúca z redoxných reakcií. | ETC v chloroplastoch využíva svetelnú energiu. |
| Poloha | |
| ETC v mitochondriách sa odohráva v kristoch mitochondrií. | ETC v chloroplastoch prebieha v tylakoidnej membráne chloroplastov. |
| Koenzým | |
| NAD a FAD zahŕňajú v ETC mitochondrie. | NADP zahŕňa v ETC chloroplastov. |
| Protónový gradient | |
| Počas ETC mitochondrií pôsobí protónový gradient od medzimembránového priestoru až po matricu. | Gradient protónov účinkuje z tylakoidného priestoru na strómu chloroplastu počas ETC chloroplastov. |
| Konečný akceptor elektrónov | |
| Kyslík je konečným akceptorom elektrónov ETC v mitochondriách. | Chlorofyl v cyklickej fotofosforylácii a NADPH + v necyklickej fotofosforylácii sú konečnými akceptormi elektrónov v ETC v chloroplastoch. |
Zhrnutie - Elektrónový transportný reťazec v mitochondriách vs chloroplastoch
Elektrónový transportný reťazec, ktorý sa vyskytuje v tylakoidnej membráne chloroplastu, je známy ako foto-fosforylácia, pretože na riadenie procesu sa využíva svetelná energia. V mitochondriách je elektrónový transportný reťazec známy ako oxidačná fosforylácia, pri ktorej sú elektróny z NADH a FADH2, ktoré sú odvodené z glykolýzy a TCA cyklu, prevedené na ATP protónovým gradientom. Toto je kľúčový rozdiel medzi ETC v mitochondriách a ETC v chloroplastoch. Oba procesy využívajú syntézu ATP počas syntézy ATP.
Stiahnite si PDF verziu elektrónového transportného reťazca v zložení Mitochondria vs Chloroplasts
Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ho na offline účely podľa citačnej poznámky. Stiahnite si tu PDF verziu. Rozdiel medzi ETC v mitochondriách a chloroplastoch
