Klíčový rozdíl - oxidativní fosforylace vs. fotofosforylace
Adenosintrifosfát (ATP) je důležitým faktorem pro přežití a funkci živých organismů. ATP je známá jako univerzální energetická měna života. Produkce ATP v živém systému probíhá mnoha způsoby. Oxidační fosforylace a fotofosforylace jsou dva hlavní mechanismy, které produkují většinu buněčného ATP v živém systému. Oxidační fosforylace využívá molekulární kyslík během syntézy ATP a probíhá v blízkosti membrán mitochondrií, zatímco fotofosforylace využívá sluneční světlo jako zdroj energie pro produkci ATP a probíhá v tylakoidní membráně chloroplastu. Klíčový rozdíl mezi oxidativní fosforylací a fotofosforylací spočívá v tom, že produkce ATP je řízena přenosem elektronů na kyslík v oxidační fosforylaci, zatímco sluneční světlo řídí produkci ATP ve fotofosforylaci.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je oxidativní fosforylace
3. Co je fotofosforylace
4. Podobnosti mezi oxidativní fosforylací a fotofosforylací
5. Porovnání vedle sebe - oxidační fosforylace vs. fotofosforylace ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je oxidační fosforylace?
Oxidační fosforylace je metabolická cesta, která produkuje ATP pomocí enzymů s přítomností kyslíku. Je to konečná fáze buněčného dýchání aerobních organismů. Existují dva hlavní procesy oxidativní fosforylace; elektronový transportní řetězec a chemiosmóza. V řetězci transportu elektronů usnadňuje redoxní reakce, které zahrnují mnoho redoxních meziproduktů k řízení pohybu elektronů od donorů elektronů k akceptorům elektronů. Energie odvozená z těchto redoxních reakcí se používá k produkci ATP v chemiosmóze. V kontextu eukaryot se oxidační fosforylace provádí v různých proteinových komplexech uvnitř vnitřní membrány mitochondrií. V kontextu prokaryot jsou tyto enzymy přítomny v intermembránovém prostoru buňky.
Proteiny, které se účastní oxidativní fosforylace, jsou navzájem spojeny. U eukaryot se během transportního řetězce elektronů využívá pět hlavních proteinových komplexů. Konečným akceptorem elektronů oxidační fosforylace je kyslík. Přijímá elektron a redukuje za vzniku vody. Proto by měl být přítomen kyslík, který produkuje ATP oxidační fosforylací.
Obrázek 01: Oxidační fosforylace
Energie, která se uvolňuje během toku elektronů řetězem, se využívá při transportu protonů přes vnitřní membránu mitochondrií. Tato potenciální energie je směrována do finálního proteinového komplexu, kterým je ATP syntáza k produkci ATP. Produkce ATP probíhá v komplexu ATP syntázy. Katalyzuje přidání fosfátové skupiny k ADP a usnadňuje tvorbu ATP. Produkce ATP využívající energii uvolněnou během přenosu elektronů je známá jako chemiosmóza.
Co je fotofosforylace?
V kontextu fotosyntézy se proces, který fosforyluje ADP na ATP pomocí energie slunečního záření, označuje jako fotofosforylace. V tomto procesu sluneční světlo aktivuje různé molekuly chlorofylu a vytváří elektronový donor vysoké energie, který by byl přijímán nízkoenergetickým akceptorem elektronů. Světelná energie proto zahrnuje vytvoření jak vysokoenergetického donoru elektronů, tak nízkoenergetického akceptoru elektronů. V důsledku vytvořeného energetického gradientu se elektrony budou cyklicky a necyklicky pohybovat od dárce k akceptoru. Pohyb elektronů probíhá prostřednictvím řetězce transportu elektronů.
Fotofosforylaci lze rozdělit do dvou skupin; cyklická fotofosforylace a necyklická fotofosforylace. Cyklická fotofosforylace se vyskytuje na zvláštním místě chloroplastu známém jako tylakoidní membrána. Cyklická fotofosforylace neprodukuje kyslík a NADPH. Tato cyklická cesta iniciuje tok elektronů do komplexu chlorofylového pigmentu známého jako fotosystém I. Z fotosystému I je podporován elektron s vysokou energií. Kvůli nestabilitě elektronu bude přijat elektronovým akceptorem, který je na nižších energetických úrovních. Jakmile jsou elektrony zahájeny, budou se pohybovat z jednoho akceptoru elektronů do druhého v řetězci, zatímco pumpují ionty H + přes membránu, která produkuje protonovou hybnou sílu. Tato protonová hybná síla vede k vývoji energetického gradientu, který se využívá při výrobě ATP z ADP za použití enzymu ATP syntázy během procesu.
Obrázek 02: Fotofosforylace
V necyklické fotofosforylaci zahrnuje dva komplexy chlorofylového pigmentu (fotosystém I a fotosystém II). To se odehrává ve stromatu. Při této fotolýze vody probíhá molekula ve fotosystému II, který si zpočátku zachovává dva elektrony odvozené z fotolýzy ve fotosystému. Světelná energie zahrnuje excitaci elektronu z fotosystému II, který prochází řetězovou reakcí a nakonec je přenesen na molekulu jádra přítomnou ve fotosystému II. Elektron se bude pohybovat z jednoho akceptoru elektronů do druhého v gradientu energie, který bude nakonec přijat molekulou kyslíku. Tady v této cestě se vyrábí kyslík i NADPH.
Jaké jsou podobnosti mezi oxidativní fosforylací a fotofosforylací?
- Oba procesy jsou důležité při přenosu energie v živém systému.
- Oba se podílejí na využití redox meziproduktů.
- V obou procesech vede produkce protonové hnací síly k přenosu iontů H + přes membránu.
- Energetický gradient vytvořený oběma procesy se používá k výrobě ATP z ADP.
- Oba procesy používají k výrobě ATP enzym ATP syntázy.
Jaký je rozdíl mezi oxidační fosforylací a fotofosforylací?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Oxidační fosforylace vs. fotofosforylace |
|
| Oxidační fosforylace je proces, který produkuje ATP pomocí enzymů a kyslíku. Je to poslední fáze aerobního dýchání. | Fotofosforylace je proces produkce ATP využívající sluneční světlo během fotosyntézy. |
| Zdroj energie | |
| Molekulární kyslík a glukóza jsou energetické zdroje oxidační fosforylace. | Sluneční světlo je zdroj energie fotofosforylace. |
| Umístění | |
| V mitochondriích dochází k oxidativní fosforylaci | V chloroplastech dochází k fotofosforylaci |
| Výskyt | |
| K oxidační fosforylaci dochází během buněčného dýchání. | K fotofosforylaci dochází během fotosyntézy. |
| Konečný elektronový přijímač | |
| Kyslík je konečným akceptorem elektronů oxidační fosforylace. | NADP + je konečný akceptor elektronů fotofosforylace. |
Shrnutí - Oxidační fosforylace vs. fotofosforylace
Produkce ATP v živém systému probíhá mnoha způsoby. Oxidační fosforylace a fotofosforylace jsou dva hlavní mechanismy, které produkují většinu buněčného ATP. U eukaryot se oxidační fosforylace provádí v různých proteinových komplexech ve vnitřní membráně mitochondrií. Zahrnuje mnoho redoxních meziproduktů k řízení pohybu elektronů od dárců elektronů k akceptorům elektronů. Nakonec se pomocí energie uvolněné během přenosu elektronů použije ATP syntáza ATP. Proces, který fosforyluje ADP na ATP pomocí energie slunečního záření, se označuje jako fotofosforylace. Děje se to během fotosyntézy. Fotofosforylace probíhá dvěma hlavními způsoby; cyklická fotofosforylace a necyklická fotofosforylace. Oxidační fosforylace se vyskytuje v mitochondriích a fotofosforylace se vyskytuje v chloroplastech. To je rozdíl mezi oxidativní fosforylací a fotofosforylací.
Stáhněte si PDF Oxidační fosforylace vs. fotofosforylace
Můžete si stáhnout verzi tohoto článku ve formátu PDF a použít jej pro offline účely podle citace. Stáhněte si zde verzi PDF Rozdíl mezi oxidační fotofosforylací a fotofosforylací
