Klíčový rozdíl - elektronový transportní řetězec v mitochondriích vs. chloroplastech
Buněčné dýchání a fotosyntéza jsou dva nesmírně důležité procesy, které pomáhají živým organismům v biosféře. Oba procesy zahrnují transport elektronů, které vytvářejí elektronový gradient. To způsobí vznik protonového gradientu, kterým se energie využívá při syntéze ATP pomocí enzymu ATP syntázy. Elektronový transportní řetězec (ETC), který probíhá v mitochondriích, se nazývá „oxidační fosforylace“, protože tento proces využívá chemickou energii z redoxních reakcí. Naproti tomu v chloroplastu se tento proces nazývá „foto-fosforylace“, protože využívá světelnou energii. To je klíčový rozdíl mezi elektronovým transportním řetězcem (ETC) v mitochondriích a chloroplastech.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je elektronový transportní řetězec v mitochondriích
3. Co je elektronový transportní řetězec v chloroplastech
4. Podobnosti mezi ETC v mitochondriích a chloroplastech
5. Srovnání vedle sebe - elektronový transportní řetězec v mitochondriích vs. chloroplasty ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je elektronový transportní řetězec v mitochondriích?
Řetězec transportu elektronů, který se vyskytuje ve vnitřní membráně mitochondrií, je známý jako oxidační fosforylace, kde jsou elektrony transportovány přes vnitřní membránu mitochondrií se zapojením různých komplexů. Tím se vytvoří protonový gradient, který způsobí syntézu ATP. Je známá jako oxidativní fosforylace způsobená zdrojem energie: to jsou redoxní reakce, které řídí elektronový transportní řetězec.
Elektronový transportní řetězec se skládá z mnoha různých proteinů a organických molekul, které zahrnují různé komplexy, konkrétně komplex I, II, III, IV a komplex ATP syntázy. Během pohybu elektronů v transportním řetězci elektronů se pohybují od vyšších energetických úrovní k nižším energetickým úrovním. Elektronový gradient vytvořený během tohoto pohybu získává energii, která se využívá při čerpání iontů H + přes vnitřní membránu z matrice do mezimembránového prostoru. Tím se vytvoří protonový gradient. Elektrony, které vstupují do řetězce transportu elektronů, jsou odvozeny od FADH2 a NADH. Ty jsou syntetizovány během dřívějších buněčných respiračních stadií, které zahrnují glykolýzu a TCA cyklus.
Obrázek 01: Elektronový transportní řetězec v mitochondriích
Komplexy I, II a IV jsou považovány za protonové pumpy. Oba komplexy I a II společně předávají elektrony elektronovému nosiči známému jako ubichinon, který přenáší elektrony na komplex III. Během pohybu elektronů komplexem III je více iontů H + dodáváno přes vnitřní membránu do mezimembránového prostoru. Další mobilní elektronový nosič známý jako Cytochrom C přijímá elektrony, které jsou poté předávány do komplexu IV. To způsobí konečný přenos iontů H + do mezimembránového prostoru. Elektrony jsou nakonec přijímány kyslíkem, který je poté využíván k tvorbě vody. Gradient protonové hybné síly směřuje ke konečnému komplexu, kterým je ATP syntáza, která syntetizuje ATP.
Co je elektronový transportní řetězec v chloroplastech?
Elektronový transportní řetězec, který probíhá uvnitř chloroplastu, je obecně známý jako fotofosforylace. Protože zdrojem energie je sluneční světlo, je fosforylace ADP na ATP známá jako fotofosforylace. V tomto procesu se světelná energie využívá při vytváření elektronu s vysokou energií, který potom proudí v jednosměrném vzoru k akceptoru elektronů s nižší energií. Pohyb elektronů od dárce k akceptoru se označuje jako elektronový transportní řetězec. Fotofosforylace může mít dvě cesty; cyklická fotofosforylace a necyklická fotofosforylace.
Obrázek 02: Elektronový transportní řetězec v chloroplastu
Cyklická fotofosforylace probíhá v zásadě na tylakoidní membráně, kde je tok elektronů iniciován z komplexu pigmentů známého jako fotosystém I. Když sluneční světlo dopadá na fotosystém; molekuly absorbující světlo zachytí světlo a předají ho speciální molekule chlorofylu ve fotosystému. To vede k excitaci a případně k uvolnění vysokoenergetického elektronu. Tato energie se předává z jednoho akceptoru elektronů do dalšího akceptoru elektronů v elektronovém gradientu, který je nakonec přijat akceptorem elektronů s nižší energií. Pohyb elektronů vyvolává protonovou hybnou sílu, která zahrnuje čerpání H +ionty přes membrány. Používá se při výrobě ATP. Během tohoto procesu se jako enzym používá ATP syntáza. Cyklická fotofosforylace neprodukuje kyslík ani NADPH.
V necyklické fotofosforylaci dochází k zapojení dvou fotosystémů. Zpočátku se molekula vody lyzuje za vzniku 2H + + 1 / 2O 2 + 2e -. Photosystem II tyto dva elektrony uchovává. Chlorofylové pigmenty přítomné ve fotosystému absorbují světelnou energii ve formě fotonů a přenášejí ji do molekuly jádra. Dva elektrony jsou posíleny z fotosystému, který je přijímán primárním akceptorem elektronů. Na rozdíl od cyklické dráhy se dva elektrony nevrátí do fotosystému. Deficit elektronů ve fotosystému bude zajištěn lýzou jiné molekuly vody. Elektrony z fotosystému II budou přeneseny do fotosystému I, kde proběhne podobný proces. Tok elektronů z jednoho akceptoru do druhého vytvoří elektronový gradient, který je protonovou hybnou silou, která se využívá při syntéze ATP.
Jaké jsou podobnosti mezi ETC v mitochondriích a chloroplastech?
- ATP syntáza je využívána v ETC jak mitochondriemi, tak chloroplasty.
- V obou jsou 3 molekuly ATP syntetizovány 2 protony.
Jaký je rozdíl mezi elektronovým transportním řetězcem v mitochondriích a chloroplastech?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
ETC v mitochondriích vs ETC v chloroplastech |
|
| Elektronový transportní řetězec, který se vyskytuje ve vnitřní membráně mitochondrií, je známý jako oxidační fosforylace nebo elektronový transportní řetězec v mitochondriích. | Elektronový transportní řetězec, který probíhá uvnitř chloroplastu, je známý jako fotofosforylace nebo elektronový transportní řetězec v chloroplastu. |
| Typ fosforylace | |
| K oxidační fosforylaci dochází v ETC mitochondrií. | Foto-fosforylace se vyskytuje v ETC chloroplastů. |
| Zdroj energie | |
| Zdrojem energie ETP v mitochondriích je chemická energie získaná z redoxních reakcí. | ETC v chloroplastech využívá světelnou energii. |
| Umístění | |
| ETC v mitochondriích probíhá v cristae mitochondrií. | ETC v chloroplastech probíhá v tylakoidní membráně chloroplastů. |
| Koenzym | |
| NAD a FAD zahrnují v ETC mitochondrie. | NADP zahrnuje v ETC chloroplastů. |
| Protonový gradient | |
| Během ETC mitochondrií působí protonový gradient od intermembránového prostoru až po matici. | Gradient protonů působí během ETC chloroplastů z tylakoidního prostoru na stroma chloroplastů. |
| Konečný elektronový přijímač | |
| Kyslík je konečným akceptorem elektronů ETC v mitochondriích. | Chlorofyl v cyklické fotofosforylaci a NADPH + v necyklické fotofosforylaci jsou konečnými akceptory elektronů v ETC v chloroplastech. |
Shrnutí - Elektronový transportní řetězec v mitochondriích vs chloroplastech
Elektronový transportní řetězec, který se vyskytuje v tylakoidní membráně chloroplastu, je známý jako foto-fosforylace, protože k řízení procesu se využívá světelná energie. V mitochondriích je elektronový transportní řetězec známý jako oxidativní fosforylace, kdy elektrony z NADH a FADH2, které jsou odvozeny z glykolýzy a TCA cyklu, se převádějí na ATP protonovým gradientem. To je klíčový rozdíl mezi ETC v mitochondriích a ETC v chloroplastech. Oba procesy využívají ATP syntázu během syntézy ATP.
Stáhněte si PDF verzi elektronového transportního řetězce v mitochondriích vs chloroplastech
Můžete si stáhnout verzi tohoto článku ve formátu PDF a použít jej pro offline účely podle citace. Stáhněte si zde PDF verzi Rozdíl mezi ETC v mitochondriích a chloroplastech
