Ključna razlika – lanac transporta elektrona u mitohondrijama u odnosu na hloroplaste
Ćelijsko disanje i fotosinteza su dva izuzetno važna procesa koji pomažu živim organizmima u biosferi. Oba procesa uključuju transport elektrona koji stvaraju elektronski gradijent. Ovo uzrokuje formiranje protonskog gradijenta kojim se energija koristi za sintezu ATP-a uz pomoć enzima ATP sintaze. Lanac transporta elektrona (ETC), koji se odvija u mitohondrijima, naziva se 'oksidativna fosforilacija', jer proces koristi kemijsku energiju iz redoks reakcija. Nasuprot tome, u hloroplastu se ovaj proces naziva "fotofosforilacija" jer koristi svjetlosnu energiju. Ovo je ključna razlika između lanca transporta elektrona (ETC) u mitohondrijima i hloroplasta.
Šta je lanac transporta elektrona u mitohondrijama?
Lanac transporta elektrona koji se javlja u unutrašnjoj membrani mitohondrija poznat je kao oksidativna fosforilacija gde se elektroni transportuju kroz unutrašnju membranu mitohondrija uz učešće različitih kompleksa. Ovo stvara protonski gradijent koji uzrokuje sintezu ATP-a. Poznata je kao oksidativna fosforilacija zbog izvora energije: to su redoks reakcije koje pokreću lanac transporta elektrona.
Lanac transporta elektrona sastoji se od mnogo različitih proteina i organskih molekula koji uključuju različite komplekse, odnosno kompleks I, II, III, IV i kompleks ATP sintaze. Tokom kretanja elektrona kroz lanac transporta elektrona, oni se kreću sa viših energetskih nivoa na niže energetske nivoe. Gradijent elektrona koji se stvara tokom ovog kretanja izvodi energiju koja se koristi za pumpanje H+ jona preko unutrašnje membrane iz matriksa u intermembranski prostor. Ovo stvara protonski gradijent. Elektroni koji ulaze u lanac transporta elektrona su izvedeni iz FADH2 i NADH. Oni se sintetiziraju tokom ranijih ćelijskih respiratornih faza koje uključuju glikolizu i TCA ciklus.
Slika 01: lanac transporta elektrona u mitohondrijama
Kompleksi I, II i IV se smatraju protonskim pumpama. Oba kompleksa I i II zajedno prenose elektrone do nosača elektrona poznatog kao ubikinon koji prenosi elektrone u kompleks III. Tokom kretanja elektrona kroz kompleks III, više H+ jona se isporučuje preko unutrašnje membrane u intermembranski prostor. Drugi mobilni nosač elektrona poznat kao citokrom C prima elektrone koji se zatim prenose u kompleks IV. Ovo uzrokuje konačni prijenos H+ jona u intermembranski prostor. Elektrone konačno prihvata kiseonik koji se zatim koristi za formiranje vode. Gradijent pokretačke sile protona je usmjeren prema konačnom kompleksu koji je ATP sintaza koja sintetiše ATP.
Šta je lanac transporta elektrona u hloroplastima?
Lanac transporta elektrona koji se odvija unutar hloroplasta je poznat kao fotofosforilacija. Budući da je izvor energije sunčeva svjetlost, fosforilacija ADP u ATP je poznata kao fotofosforilacija. U ovom procesu, svjetlosna energija se koristi za stvaranje elektrona donora visoke energije koji zatim teče u jednosmjernom obrascu do akceptora elektrona niže energije. Kretanje elektrona od donora do akceptora se naziva lanac transporta elektrona. Fotofosforilacija može biti na dva puta; ciklička fotofosforilacija i neciklička fotofosforilacija.
Slika 02: lanac transporta elektrona u hloroplastu
Ciklična fotofosforilacija se dešava u osnovi na tilakoidnoj membrani gde se tok elektrona pokreće iz pigmentnog kompleksa poznatog kao fotosistem I. Kada sunčeva svetlost padne na fotosistem; Molekuli koji apsorbiraju svjetlost će uhvatiti svjetlost i prenijeti je na poseban molekul hlorofila u fotosistemu. To dovodi do ekscitacije i konačno oslobađanja elektrona visoke energije. Ova energija se prenosi od jednog akceptora elektrona do sljedećeg akceptora elektrona u gradijentu elektrona koji konačno prihvata akceptor elektrona niže energije. Kretanje elektrona indukuje protonsku pokretačku silu koja uključuje pumpanje H+ jona kroz membrane. Ovo se koristi u proizvodnji ATP-a. ATP sintaza se koristi kao enzim tokom ovog procesa. Ciklična fotofosforilacija ne proizvodi kisik ili NADPH.
U necikličnoj fotofosforilaciji dolazi do uključivanja dva fotosistema. U početku, molekul vode se lizira da bi se proizveo 2H+ + 1/2O2 + 2e– fotosistem II zadržava dva elektrona. Pigmenti hlorofila prisutni u fotosistemu apsorbuju svetlosnu energiju u obliku fotona i prenose je na molekul jezgra. Dva elektrona se pojačavaju iz fotosistema koji prima primarni akceptor elektrona. Za razliku od cikličkog puta, dva elektrona se neće vratiti u fotosistem. Deficit elektrona u fotosistemu biće obezbeđen lizom drugog molekula vode. Elektroni iz fotosistema II će se prenijeti u fotosistem I gdje će se odvijati sličan proces. Protok elektrona od jednog akceptora do drugog će stvoriti gradijent elektrona koji je protonska pokretačka sila koja se koristi u sintezi ATP-a.
Koje su sličnosti između ETC-a u mitohondrijima i hloroplastima?
- ATP sintazu koriste u ETC i mitohondrije i hloroplast.
- U oba, 3 ATP molekula se sintetiziraju pomoću 2 protona.
Koja je razlika između lanca transporta elektrona u mitohondrijima i hloroplasta?
ETC u mitohondrijima vs ETC u hloroplastima |
|
| Lanac transporta elektrona koji se javlja u unutrašnjoj membrani mitohondrija poznat je kao oksidativna fosforilacija ili lanac transporta elektrona u mitohondrijama. | Lanac transporta elektrona koji se odvija unutar hloroplasta poznat je kao fotofosforilacija ili lanac transporta elektrona u hloroplastu. |
| Vrsta fosforilacije | |
| Oksidativna fosforilacija se javlja u ETC-u mitohondrija. | Foto-fosforilacija se dešava u ETC-u hloroplasta. |
| Izvor energije | |
| Izvor energije ETP-a u mitohondrijima je hemijska energija izvedena iz redoks reakcija.. | ETC u hloroplastima koristi svjetlosnu energiju. |
| Lokacija | |
| ETC u mitohondrijima se odvija u kristama mitohondrija. | ETC u hloroplastima se odvija u tilakoidnoj membrani hloroplasta. |
| Ko-enzim | |
| NAD i FAD uključuju ETC mitohondrija. | NADP uključuje ETC hloroplasta. |
| Proton Gradient | |
| Protonski gradijent deluje od intermembranskog prostora do matriksa tokom ETC mitohondrija. | Protonski gradijent deluje od tilakoidnog prostora do strome hloroplasta tokom ETC-a hloroplasta. |
| Finalni akceptor elektrona | |
| Kisik je konačni akceptor elektrona ETC u mitohondrijima. | Hlorofil u cikličnoj fotofosforilaciji i NADPH+ u necikličkoj fotofosforilaciji su konačni akceptori elektrona u ETC-u u hloroplastima. |
Sažetak – lanac transporta elektrona u mitohondrijama naspram hloroplasta
Lanac transporta elektrona koji se javlja u tilakoidnoj membrani hloroplasta poznat je kao fotofosforilacija jer se svjetlosna energija koristi za pokretanje procesa. U mitohondrijama, lanac transporta elektrona poznat je kao oksidativna fosforilacija gdje se elektroni iz NADH i FADH2 koji su izvedeni iz glikolize i TCA ciklusa pretvaraju u ATP kroz protonski gradijent. Ovo je ključna razlika između ETC-a u mitohondrijima i ETC-a u hloroplastima. Oba procesa koriste ATP sintazu tokom sinteze ATP-a.
Preuzmite PDF verziju lanca transporta elektrona u mitohondrijama protiv hloroplasta
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za vanmrežne svrhe prema napomeni o citatu. Molimo preuzmite PDF verziju ovdje Razlika između ETC-a u mitohondrijama i hloroplastu
