A legfontosabb különbség a mitokondriális kemiomózis és a kloroplasztisz között az, hogy a mitokondriális kemiomózisban az energiaforrást az élelmiszermolekulák jelentik, míg a kloroplasztiszban a kemiomózis energiaforrását egy fényforrás fogadja.
A kemiomózis az ionok mozgása egy biológiai féligáteresztő membrán egyik oldaláról a másikra egy elektrokémiai gradiensen keresztül. A gradiens lehetővé teszi az ionok passzív áthaladását a membránba ágyazott fehérjék segítségével. Ez elősegíti, hogy az ionok nagyobb koncentrációjú területről alacsonyabb koncentrációjú területre mozogjanak. Ez a folyamat hasonló az ozmózishoz, de az ionok gradiensen keresztül mozognak a membránokon.
Mi az a kemiozmózis a mitokondriumokban?
A mitokondriumok kemiomózisa a protonok speciális csatornákon keresztül történő pumpálása a mitokondriumok membránjában a belső membrántól a külső membránig. A folyamat során az elektronhordozók, a NADH és a FADH elektronokat adományoznak az elektrontranszport láncnak. Ezek az elektronok konformációs változásokat hoznak létre a fehérjékben, hogy H+-ionokat pumpáljanak egy szelektíven áteresztő membránon. A H+-ionok egyenetlen eloszlása a membránon koncentráció- és elektrokémiai gradiens különbséget okoz. Ezért a pozitív töltésű hidrogénionok a membrán egyik oldalán mozognak és aggregálódnak. Sok ion mozog a foszfolipid membránok nem poláris régióin keresztül ioncsatornák segítségével. Ez azt eredményezi, hogy a mátrixban lévő hidrogénionok az ATP-szintáz nevű membránfehérje segítségével áthaladnak a belső mitokondriális membránon. Ez a fehérje a hidrogénion-gradiens potenciális energiáját használja fel, hogy foszfátot adjon az ADP-hez, és ATP-t képezzen.
01. ábra: Kemiozmózis a mitokondriumokban
A kemiomózis az ATP többségét az aerob glükóz katabolizmus során termeli. Az ATP mitokondriumokban kemiomózissal történő termelését oxidatív foszforilációnak nevezik. A folyamat végén az elektronok segítenek az oxigénmolekulák oxigénionokká redukálásában. Az oxigénen lévő extra elektronok kölcsönhatásba lépnek H+ ionokkal, és vizet képeznek.
Mi az a kemiozmózis a kloroplasztban?
A kloroplasztiszokban a kemiomózis a protonok mozgása a növények ATP-termelése érdekében. A kloroplasztiszban a kemioszmózis a tilakoidban megy végbe. A thylakoid fényt gyűjt össze, és a fényreakciók helyszínéül szolgál a fotoszintézis során. A fényreakciók kemiomózissal ATP-t termelnek. A II. fotorendszer antennakomplexuma napfényben veszi a fotonokat. Ez magasabb energiaszintre gerjeszti az elektronokat. Az elektronok ezután lefelé haladnak az elektrontranszport láncon keresztül, és aktívan pumpálják a protonokat a tilakoid membránon keresztül a tilakoid lumenébe.
02. ábra: Kemiozmózis a kloroplasztban
Egy ATP-szintáz enzim segítségével a protonok elektrokémiai gradiensen áramlanak lefelé. Ez ATP-t termel az ADP-nek ATP-vé történő foszforilációjával. Ezek az első fényreakcióból származó elektronok elérik az I. fotorendszert, majd fényenergiával magasabb energiaszintet érnek el, és egy elektronakceptor fogadja őket. Ez a NADP+-t NADPH-ra csökkenti. A víz oxidációja, amely protonokra és oxigénre bomlik, pótolja a II. fotorendszerből elveszett elektronokat. Egy oxigénmolekula előállításához az I. és II. fotorendszer legalább tíz fotont elnyel. Itt négy elektron mozog a fotorendszereken, és két NAPDH-molekulát generál.
Mi a hasonlóságbeli különbség a mitokondriumok kemiozmózisa és a kloroplaszt között?
- A mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban előforduló kemiomózisnak ugyanaz az elmélete – az ionok féligáteresztő membránon keresztül történő elektrokémiai gradiens útján történő mozgatása.
- Mindkettő nagy energiaforrást használ a kemiomózis folyamatához.
- Hidrogénionok vagy protonok diffundálnak a membránokon keresztül.
- Mindkettő ATP-t generál.
- Sőt, mindkettő membránfehérjéket és ATP-szintáz enzimet használ.
Mi a különbség a mitokondriumokban előforduló kemiozmózis és a kloroplaszt között?
A mitokondriális kemiomózisban az energiaforrás az élelmiszermolekulák, míg a kloroplasztiszban a kemiomózis energiaforrása a napfény. Így ez a legfontosabb különbség a mitokondriumok kemiomózisa és a kloroplasztisz között. Ezenkívül a mitokondriumokban a kemiozmózis a belső mitokondriális membránon keresztül megy végbe, míg a kloroplasztiszban a kemiomózis a tilakoid lumenében megy végbe. Ezenkívül a mitokondriumokban az ATP a mitokondriumok mátrixában, míg a kloroplasztiszban az ATP a tilakoidon kívül keletkezik.
Az alábbi infografika táblázatos formában mutatja be a mitokondriumok kemiomózisa és a kloroplasztisz közötti különbségeket egymás melletti összehasonlítás céljából.
Összefoglaló – Kemiozmózis a mitokondriumokban vs kloroplaszt
A kemioszmózis az ionok mozgása a biológiai féligáteresztő membrán egyik oldaláról a másikra egy elektrokémiai gradiensen keresztül. A mitokondriumokban a kemiozmózis a protonok speciális csatornákon keresztül történő pumpálása a mitokondrium membránjában a belső membrántól a külső membránig. A kloroplasztiszokban a kemiozmózis a protonok mozgása ATP előállításához a növényekben. A kloroplasztiszban a tilakoidban kemioszmózis megy végbe. Mindkét folyamat magában foglalja az ATP előállítását energia felhasználásával. A mitokondriumokban az energiaforrás a táplálékmolekulák metabolizmusa során fellépő redox reakcióból származik, míg a kloroplasztiszban az energiaforrás a fény. Tehát ez összefoglalja a különbséget a mitokondriumok kemiomózisa és a kloroplasztisz között.
