Fő különbség – Elektronszállítási lánc a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban
A sejtlégzés és a fotoszintézis két rendkívül fontos folyamat, amelyek segítik az élő szervezeteket a bioszférában. Mindkét folyamat magában foglalja az elektronok szállítását, amelyek elektrongradienst hoznak létre. Ez protongradiens kialakulását idézi elő, amely során az ATP-szintetáz enzim segítségével energiát hasznosítanak az ATP szintézisében. Az elektrontranszport láncot (ETC), amely a mitokondriumokban játszódik le, „oxidatív foszforilációnak” nevezik, mivel a folyamat a redox reakciókból származó kémiai energiát használja fel. Ezzel szemben a kloroplasztiszban ezt a folyamatot „fotofoszforilációnak” nevezik, mivel fényenergiát használ fel. Ez a legfontosabb különbség a mitokondriumokban lévő elektronszállítási lánc (ETC) és a kloroplaszt között.
Mi az elektronszállítási lánc a mitokondriumokban?
A mitokondriumok belső membránjában előforduló elektrontranszport láncot oxidatív foszforilációnak nevezik, ahol az elektronok a mitokondrium belső membránján keresztül, különböző komplexek bevonásával jutnak át. Ez proton gradienst hoz létre, amely az ATP szintézisét okozza. Az energiaforrás miatt oxidatív foszforilációnak nevezik: ez az elektrontranszport láncot mozgató redox reakció.
Az elektrontranszport lánc számos különböző fehérjéből és szerves molekulából áll, amelyek különböző komplexeket tartalmaznak, nevezetesen az I., II., III., IV. komplexet és az ATP-szintáz komplexet. Az elektronok elektronszállítási láncon keresztüli mozgása során a magasabb energiaszintekről az alacsonyabb energiaszintek felé haladnak. Az e mozgás során létrejövő elektrongradiens energiát nyer, amelyet H+ ionok pumpálására használnak fel a belső membránon keresztül a mátrixból a membránok közötti térbe. Ez proton gradienst hoz létre. Az elektronszállítási láncba belépő elektronok a FADH2-ből és a NADH-ból származnak. Ezeket a sejtes légzés korábbi szakaszaiban szintetizálják, beleértve a glikolízist és a TCA-ciklust.
01. ábra: Elektronszállítási lánc a mitokondriumokban
Az I., II. és IV. komplexum protonszivattyúnak minősül. Mindkét I. és II. komplex együttesen átadja az elektronokat az ubikinon néven ismert elektronhordozónak, amely az elektronokat a III. Az elektronok mozgása során a III. komplexen keresztül több H+ ion kerül a belső membránon keresztül a membránközi térbe. Egy másik, citokróm C néven ismert mobil elektronhordozó fogadja az elektronokat, amelyeket aztán a IV komplexbe vezetnek. Ez a H+ ionok végső átvitelét okozza a membránközi térbe. Az elektronokat végül az oxigén fogadja be, amelyet aztán víz képzésére használnak fel. A proton mozgatóerő gradiens a végső komplex felé irányul, amely az ATP-szintetáz, amely az ATP-t szintetizálja.
Mi az elektronszállítási lánc a kloroplasztiszokban?
Az elektrontranszport láncot, amely a kloroplasztisz belsejében megy végbe, általában fotofoszforilációnak nevezik. Mivel az energiaforrás a napfény, az ADP ATP-vé történő foszforilációját fotofoszforilációnak nevezik. Ebben a folyamatban a fényenergiát egy nagy energiájú donor elektron létrehozására használják fel, amely azután egyirányú mintázatban áramlik egy alacsonyabb energiájú elektron akceptorhoz. Az elektronok mozgását a donortól az akceptorig elektronszállítási láncnak nevezik. A fotofoszforiláció kétféle módon történhet; ciklikus fotofoszforiláció és nem ciklikus fotofoszforiláció.
02. ábra: Elektronszállítási lánc a Chloroplastban
A ciklikus fotofoszforiláció alapvetően a tilakoid membránon megy végbe, ahol az elektronok áramlását az I. fotorendszerként ismert pigmentkomplexum indítja be. Amikor a napfény a fotorendszerre esik; A fényelnyelő molekulák felfogják a fényt, és átadják egy speciális klorofill molekulának a fotorendszerben. Ez egy nagy energiájú elektron gerjesztéséhez és végül felszabadulásához vezet. Ezt az energiát az egyik elektronakceptortól a következő elektronakceptorhoz adják át egy elektrongradiensben, amelyet végül egy alacsonyabb energiájú elektronakceptor fogad el. Az elektronok mozgása protonmozgató erőt indukál, amely magában foglalja a H+ ionok átpumpálását a membránokon. Ezt használják az ATP előállítására. A folyamat során enzimként ATP-szintázt használnak. A ciklikus fotofoszforiláció nem termel oxigént vagy NADPH-t.
A nem ciklikus fotofoszforilációban két fotorendszer vesz részt. Kezdetben egy vízmolekulát lizálnak, hogy 2H+ + 1/2O2 + 2e– Photosystem keletkezzen. A II megtartja a két elektront. A fotorendszerben jelenlévő klorofill pigmentek fotonok formájában abszorbeálják a fényenergiát, és átadják egy magmolekulának. A fotorendszerből két elektron erősítést kap, amelyet az elsődleges elektronakceptor fogad. A ciklikus úttal ellentétben a két elektron nem tér vissza a fotorendszerbe. A fotorendszer elektronhiányát egy másik vízmolekula lízise biztosítja. A II. fotorendszer elektronjai az I. fotorendszerbe kerülnek, ahol hasonló folyamat megy végbe. Az elektronok áramlása az egyik akceptorból a másikba elektrongradienst hoz létre, amely egy proton mozgatóerő, amelyet az ATP szintézisében használnak fel.
Mi a hasonlóság az ETC mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban?
- Az ETC-ben az ATP-szintázt a mitokondriumok és a kloroplasztiszok egyaránt hasznosítják.
- Mindkettőben 3 ATP-molekulát 2 proton szintetizál.
Mi a különbség a mitokondriumokban lévő elektronszállítási lánc és a kloroplasztiszok között?
ETC a mitokondriumokban kontra ETC a kloroplasztiszokban |
|
| A mitokondriumok belső membránjában előforduló elektrontranszport láncot oxidatív foszforilációnak vagy a mitokondriumokban elektronszállító láncnak nevezik. | Az elektronszállítási láncot, amely a kloroplasztisz belsejében megy végbe, fotofoszforilációnak vagy a kloroplasztisz elektronszállítási láncának nevezik. |
| A foszforiláció típusa | |
| Oxidatív foszforiláció történik a mitokondriumok ETC-jében. | Fotofoszforiláció történik a kloroplasztiszok ETC-jében. |
| Energiaforrás | |
| A mitokondriumokban lévő ETP energiaforrása a redox reakciókból származó kémiai energia.. | ETC a kloroplasztiszokban fényenergiát használ. |
| Helyszín | |
| ETC a mitokondriumokban a mitokondriumok cristae-jában játszódik le. | Az ETC a kloroplasztiszokban a kloroplasztisz tilakoid membránjában játszódik le. |
| Koenzim | |
| NAD és FAD részt vesz a mitokondriumok ETC-jében. | A NADP részt vesz a kloroplasztiszok ETC-jében. |
| Proton gradiens | |
| A proton gradiens a membránközi tértől a mátrixig hat a mitokondriumok ETC során. | A proton gradiens a tilakoid térből a kloroplasztisz strómájába hat a kloroplasztiszok ETC során. |
| Végső elektronelfogadó | |
| Az oxigén az ETC végső elektronakceptorja a mitokondriumokban. | A ciklikus fotofoszforilációban a klorofill és a nem ciklikus fotofoszforilációban a NADPH+ a végső elektronakceptor az ETC-ben a kloroplasztiszokban. |
Összefoglaló – Elektronszállítási lánc a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban
A kloroplaszt tilakoid membránjában előforduló elektrontranszport láncot fotofoszforilációnak nevezik, mivel a folyamatot fényenergiával hajtják végre. A mitokondriumokban az elektrontranszport láncot oxidatív foszforilációnak nevezik, ahol a glikolízisből és a TCA-ciklusból származó NADH-ból és FADH2-ből származó elektronok protongradiensen keresztül ATP-vé alakulnak. Ez a legfontosabb különbség a mitokondriumokban lévő ETC és a kloroplasztiszokban lévő ETC között. Mindkét folyamat ATP-szintázt használ az ATP szintézise során.
Töltse le az elektronszállítási lánc mitokondriumokban vs kloroplasztokban PDF verzióját
Letöltheti ennek a cikknek a PDF-verzióját, és offline célokra használhatja az idézet jegyzetének megfelelően. Kérjük, töltse le a PDF-verziót innen. Különbség az ETC között a mitokondriumokban és a kloroplasztban
