Galvenā atšķirība starp ķīmijmozi mitohondrijās un hloroplastu ir tāda, ka mitohondriju ķīmiomozē enerģijas avots ir pārtikas molekulas, savukārt hloroplasta ķīmijmozes enerģijas avotu saņem gaismas avots.
Ķīmimoze ir jonu kustība no vienas bioloģiskas puscaurlaidīgas membrānas puses uz otru pa elektroķīmisko gradientu. Gradients ļauj joniem pasīvi iziet cauri ar membrānā iestrādāto proteīnu palīdzību. Tas palīdz joniem pārvietoties no augstākas koncentrācijas zonas uz zemākas koncentrācijas apgabalu. Šis process ir līdzīgs osmozei, taču tas ietver jonu pārvietošanos pa membrānām pa gradientu.
Kas ir ķīmijosmoze mitohondrijās?
Hemiosmoze mitohondrijās ir protonu sūknēšana pa īpašiem kanāliem mitohondriju membrānās no iekšējās membrānas uz ārējo membrānu. Šī procesa laikā elektronu nesēji NADH un FADH ziedo elektronus elektronu transportēšanas ķēdei. Šie elektroni veic konformācijas izmaiņas proteīnos, lai tie sūknētu H+ jonus cauri selektīvi caurlaidīgai membrānai. Nevienmērīgs H+ jonu sadalījums pa membrānu izraisa koncentrācijas un elektroķīmiskā gradienta atšķirību. Tāpēc pozitīvi lādēti ūdeņraža joni pārvietojas un agregējas vienā membrānas pusē. Daudzi joni pārvietojas pa fosfolipīdu membrānu nepolārajiem reģioniem ar jonu kanālu palīdzību. Tas liek matricā esošajiem ūdeņraža joniem iziet caur iekšējo mitohondriju membrānu ar membrānas proteīna, ko sauc par ATP sintāzi, palīdzību. Šis proteīns izmanto potenciālo enerģiju ūdeņraža jonu gradientā, lai ADP pievienotu fosfātu, veidojot ATP.
Attēls 01: Ķīmiosmoze mitohondrijās
Ķīmiomoze ģenerē lielāko daļu ATP aerobās glikozes katabolisma laikā. ATP veidošanos mitohondrijās, izmantojot ķīmijmozi, sauc par oksidatīvo fosforilāciju. Šī procesa beigās elektroni palīdz pārveidot skābekļa molekulas par skābekļa joniem. Papildu elektroni uz skābekļa mijiedarbojas ar H+ joniem, veidojot ūdeni.
Kas ir ķīmijosmoze hloroplastā?
Ķīmimoze hloroplastos ir protonu kustība ATP ražošanai augos. Hloroplastā hemiosmoze notiek tilakoīdā. Tylakoid savāc gaismu un kalpo kā vieta gaismas reakcijām fotosintēzes laikā. Gaismas reakcijas rada ATP ar ķīmijmozi. Fotosistēmas II antenu komplekss uztver fotonus saules gaismā. Tas ierosina elektronus uz augstāku enerģijas līmeni. Pēc tam elektroni tiek transportēti lejup pa elektronu transportēšanas ķēdi, aktīvi sūknējot protonus pa tilakoīda membrānu tilakoīda lūmenā.
Attēls 02: Ķīmiosmoze hloroplastos
Ar enzīma ATP sintāzes palīdzību protoni plūst lejup pa elektroķīmisko gradientu. Tas rada ATP, fosforilējot ADP par ATP. Šie elektroni no pirmās gaismas reakcijas sasniedz I fotosistēmu un pēc tam ar gaismas enerģiju sasniedz augstāku enerģijas līmeni, un tos uztver elektronu akceptors. Tas samazina NADP+ uz NADPH. Ūdens oksidēšanās, kas sadalās protonos un skābeklī, aizvieto elektronus, kas tiek zaudēti no II fotosistēmas. Lai radītu vienu skābekļa molekulu, I un II fotosistēmas absorbē vismaz desmit fotonus. Šeit četri elektroni pārvietojas pa fotosistēmām un ģenerē divas NAPDH molekulas.
Kādas ir līdzības atšķirības starp ķīmijosmozi mitohondrijās un hloroplastu?
- Ķīmiomozei mitohondrijās un hloroplastos ir tāda pati teorija - pārvietot jonus pa puscaurlaidīgu membrānu lejup pa elektroķīmisko gradientu.
- Abi izmanto augstas enerģijas avotus ķīmijmozes procesam.
- Ūdeņraža joni vai protoni izkliedējas cauri membrānām.
- Abi ģenerē ATP.
- Turklāt abi izmanto membrānas proteīnus un enzīmu ATP sintāzi.
Kāda ir atšķirība starp ķīmijosmozi mitohondrijās un hloroplastu?
Mitohondriju ķīmiomozē enerģijas avots ir pārtikas molekulas, savukārt hloroplasta ķīmiomozes enerģijas avots ir saules gaisma. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp ķīmijmozi mitohondrijās un hloroplastu. Turklāt mitohondrijās ķīmijmoze notiek pāri iekšējai mitohondriju membrānai, savukārt hloroplastā ķīmijmoze notiek tilakoīda lūmenā. Arī mitohondrijās ATP tiek ģenerēts mitohondriju matricā, savukārt hloroplastos ATP tiek ģenerēts ārpus tilakoīda.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir parādītas atšķirības starp ķīmijmozi mitohondrijās un hloroplastu, lai tos salīdzinātu.
Kopsavilkums – ķīmijosmoze mitohondrijās pret hloroplastu
Ķīmimoze ir jonu kustība no vienas bioloģiskās puscaurlaidīgās membrānas puses uz otru pa elektroķīmisko gradientu. Ķīmiosmoze mitohondrijās ir protonu sūknēšana pa īpašiem kanāliem mitohondriju membrānās no iekšējās membrānas uz ārējo membrānu. Ķīmiosmoze hloroplastos ir protonu kustība ATP ražošanai augos. Hloroplastā hemimoze notiek tilakoīdā. Abi procesi ietver ATP ģenerēšanu, izmantojot enerģiju. Mitohondrijās enerģijas avots ir no redoksreakcijas pārtikas molekulu metabolisma laikā, savukārt hloroplastā enerģijas avots ir viegls. Tātad, šeit ir apkopota atšķirība starp ķīmijmozi mitohondrijās un hloroplastu.
