Kľúčový rozdiel - oxidačná fosforylácia vs. fotofosforylácia
Adenozín trifosfát (ATP) je dôležitým faktorom pre prežitie a fungovanie živých organizmov. ATP je známa ako univerzálna energetická mena života. Produkcia ATP v živom systéme sa vyskytuje mnohými spôsobmi. Oxidačná fosforylácia a fotofosforylácia sú dva hlavné mechanizmy, ktoré produkujú väčšinu bunkového ATP v živom systéme. Oxidačná fosforylácia využíva molekulárny kyslík počas syntézy ATP a prebieha v blízkosti membrán mitochondrií, zatiaľ čo fotofosforylácia využíva slnečné svetlo ako zdroj energie na výrobu ATP a prebieha v tylakoidnej membráne chloroplastu. Kľúčový rozdiel medzi oxidatívnou fosforyláciou a fotofosforyláciou spočíva v tom, že produkcia ATP je riadená prenosom elektrónov na kyslík v oxidačnej fosforylácii, zatiaľ čo slnečné žiarenie riadi produkciu ATP vo fotofosforylácii.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je oxidačná fosforylácia
3. Čo je fotofosforylácia
4. Podobnosti medzi oxidačnou fosforyláciou a fotofosforyláciou
5. Porovnanie vedľa seba - oxidačná fosforylácia vs. fotofosforylácia v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je oxidačná fosforylácia?
Oxidačná fosforylácia je metabolická cesta, ktorá produkuje ATP pomocou enzýmov za prítomnosti kyslíka. Je to konečné štádium bunkového dýchania aeróbnych organizmov. Existujú dva hlavné procesy oxidačnej fosforylácie; reťazec transportu elektrónov a chemiosmóza. V reťazci transportu elektrónov uľahčuje redoxné reakcie, ktoré zahŕňajú veľa redoxných medziproduktov na riadenie pohybu elektrónov z donorov elektrónov na akceptory elektrónov. Energia odvodená z týchto redoxných reakcií sa používa na výrobu ATP v chemiozmóze. V kontexte eukaryotov sa oxidačná fosforylácia uskutočňuje v rôznych proteínových komplexoch vo vnútornej membráne mitochondrií. V kontexte prokaryotov sú tieto enzýmy prítomné v intermembránovom priestore bunky.
Proteíny, ktoré sa podieľajú na oxidačnej fosforylácii, sú navzájom spojené. U eukaryotov sa počas reťazca transportu elektrónov využíva päť hlavných proteínových komplexov. Konečným akceptorom elektrónov oxidačnej fosforylácie je kyslík. Prijíma elektrón a redukuje na vodu. Preto by mal byť prítomný kyslík, ktorý produkuje ATP oxidačnou fosforyláciou.
Obrázok 01: Oxidačná fosforylácia
Energia, ktorá sa uvoľňuje počas toku elektrónov reťazcom, sa využíva na transport protónov cez vnútornú membránu mitochondrií. Táto potenciálna energia je smerovaná do finálneho proteínového komplexu, ktorým je ATP syntáza na produkciu ATP. Produkcia ATP sa vyskytuje v komplexe ATP syntázy. Katalyzuje pridanie fosfátovej skupiny k ADP a uľahčuje tvorbu ATP. Produkcia ATP pomocou energie uvoľnenej počas prenosu elektrónov je známa ako chemiosmóza.
Čo je fotofosforylácia?
V kontexte fotosyntézy sa proces, ktorý fosforyluje ADP na ATP pomocou energie slnečného žiarenia, označuje ako fotofosforylácia. V tomto procese slnečné svetlo aktivuje rôzne molekuly chlorofylu, aby vytvorili elektrónový donor vysokej energie, ktorý by prijal nízkoenergetický akceptor elektrónov. Preto svetelná energia zahŕňa vytvorenie vysoko energetického donora elektrónov a nízkoenergetického akceptora elektrónov. V dôsledku vytvoreného energetického gradientu sa elektróny budú cyklickým a necyklickým spôsobom pohybovať od donora k akceptoru. Pohyb elektrónov prebieha prostredníctvom transportného reťazca elektrónov.
Fotofosforyláciu je možné rozdeliť do dvoch skupín; cyklická fotofosforylácia a necyklická fotofosforylácia. Cyklická fotofosforylácia sa vyskytuje na zvláštnom mieste chloroplastu, ktoré sa nazýva tylakoidná membrána. Cyklická fotofosforylácia neprodukuje kyslík a NADPH. Táto cyklická dráha iniciuje tok elektrónov do komplexu chlorofylového pigmentu známeho ako fotosystém I. Z fotosystému sa zvyšuje vysokoenergetický elektrón. Kvôli nestabilite elektrónu bude prijatý akceptorom elektrónov, ktorý je na nižších energetických úrovniach. Akonáhle sa iniciujú, elektróny sa budú pohybovať z jedného akceptora elektrónov na ďalší v reťazci, zatiaľ čo pumpujú ióny H + cez membránu, ktorá produkuje protónovú hybnú silu. Táto protónová hnacia sila vedie k vývoju energetického gradientu, ktorý sa využíva pri výrobe ATP z ADP pomocou enzýmu ATP syntázy počas procesu.
Obrázok 02: Fotofosforylácia
Pri necyklickej fotofosforylácii zahŕňa dva komplexy chlorofylového pigmentu (fotosystém I a fotosystém II). To sa deje v stróme. Pri tejto fotolýze vody prebieha molekula vo fotosystéme II, ktorý si na začiatku zachováva dva elektróny odvodené z fotolýzy. Svetelná energia zahŕňa excitáciu elektrónu z fotosystému II, ktorý prechádza reťazovou reakciou a nakoniec sa prevedie na základnú molekulu prítomnú vo fotosystéme II. Elektrón sa bude pohybovať z jedného akceptora elektrónov na druhý v gradiente energie, ktorý bude nakoniec prijatý molekulou kyslíka. Tu v tejto ceste sa vyrába kyslík aj NADPH.
Aké sú podobnosti medzi oxidatívnou fosforyláciou a fotofosforyláciou?
- Oba procesy sú dôležité pri prenose energie v živom systéme.
- Oba sa podieľajú na využití redox medziproduktov.
- V obidvoch procesoch vedie produkcia protónovej hnacej sily k prenosu iónov H + cez membránu.
- Energetický gradient vytvorený oboma procesmi sa používa na výrobu ATP z ADP.
- Oba procesy používajú na prípravu ATP enzým ATP syntázu.
Aký je rozdiel medzi oxidačnou fosforyláciou a fotofosforyláciou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Oxidačná fosforylácia vs fotofosforylácia |
|
| Oxidačná fosforylácia je proces, pri ktorom sa pomocou enzýmov a kyslíka produkuje ATP. Je to posledná etapa aeróbneho dýchania. | Fotofosforylácia je proces výroby ATP pomocou slnečného žiarenia počas fotosyntézy. |
| Zdroj energie | |
| Molekulárny kyslík a glukóza sú energetickými zdrojmi oxidačnej fosforylácie. | Slnečné svetlo je zdrojom energie fotofosforylácie. |
| Poloha | |
| V mitochondriách dochádza k oxidatívnej fosforylácii | Fotofosforylácia sa vyskytuje v chloroplastoch |
| Výskyt | |
| K oxidačnej fosforylácii dochádza počas bunkového dýchania. | K fotofosforylácii dochádza počas fotosyntézy. |
| Konečný akceptor elektrónov | |
| Kyslík je konečným akceptorom elektrónov oxidačnej fosforylácie. | NADP + je konečný akceptor elektrónov fotofosforylácie. |
Zhrnutie - Oxidačná fosforylácia vs fotofosforylácia
Produkcia ATP v živom systéme sa vyskytuje mnohými spôsobmi. Oxidačná fosforylácia a fotofosforylácia sú dva hlavné mechanizmy, ktoré produkujú väčšinu bunkového ATP. U eukaryotov sa oxidačná fosforylácia uskutočňuje v rôznych proteínových komplexoch vo vnútornej membráne mitochondrií. Zahŕňa mnoho redoxných medziproduktov na riadenie pohybu elektrónov od donorov elektrónov k akceptorom elektrónov. Nakoniec sa energia uvoľnená počas prenosu elektrónov použije na výrobu ATP syntézou ATP. Proces, ktorý fosforyluje ADP na ATP pomocou energie slnečného žiarenia, sa označuje ako fotofosforylácia. Deje sa to počas fotosyntézy. Fotofosforylácia prebieha dvoma hlavnými spôsobmi; cyklická fotofosforylácia a necyklická fotofosforylácia. Oxidačná fosforylácia sa vyskytuje v mitochondriách a fotofosforylácia sa vyskytuje v chloroplastoch. To je rozdiel medzi oxidatívnou fosforyláciou a fotofosforyláciou.
Stiahnite si PDF Oxidačná fosforylácia vs fotofosforylácia
Môžete si stiahnuť verziu tohto článku vo formáte PDF a použiť ho na offline účely podľa citačnej poznámky. Tu si stiahnite verziu PDF. Rozdiel medzi oxidačnou fotofosforyláciou a fotofosforyláciou
