Galvenā atšķirība - elektronu transportēšanas ķēde mitohondrijās pret hloroplastiem
Šūnu elpošana un fotosintēze ir divi ārkārtīgi svarīgi procesi, kas palīdz dzīviem organismiem biosfērā. Abi procesi ir saistīti ar elektronu transportēšanu, kas rada elektronu gradientu. Tas izraisa protonu gradienta veidošanos, kurā enerģija tiek izmantota ATP sintezēšanā ar enzīma ATP sintāzes palīdzību. Elektronu transporta ķēde (ETC), kas notiek mitohondrijās, tiek saukta par "oksidatīvo fosforilāciju", jo procesā tiek izmantota ķīmiskā enerģija no redoksreakcijām. Turpretim hloroplastā šo procesu sauc par “fotofosforilēšanu”, jo tas izmanto gaismas enerģiju. Šī ir galvenā atšķirība starp elektronu transporta ķēdi (ETC) mitohondrijās un hloroplastu.
Kas ir elektronu transporta ķēde mitohondrijās?
Elektronu transportēšanas ķēde, kas notiek mitohondriju iekšējā membrānā, ir pazīstama kā oksidatīvā fosforilācija, kurā elektroni tiek transportēti pa mitohondriju iekšējo membrānu, iesaistot dažādus kompleksus. Tas rada protonu gradientu, kas izraisa ATP sintēzi. To sauc par oksidatīvo fosforilāciju enerģijas avota dēļ: tas ir redoksreakcijas, kas virza elektronu transportēšanas ķēdi.
Elektronu transportēšanas ķēde sastāv no daudziem dažādiem proteīniem un organiskām molekulām, kas ietver dažādus kompleksus, proti, kompleksu I, II, III, IV un ATP sintāzes kompleksu. Elektronu kustības laikā pa elektronu transporta ķēdi tie pāriet no augstāka enerģijas līmeņa uz zemāku enerģijas līmeni. Šīs kustības laikā radītais elektronu gradients iegūst enerģiju, kas tiek izmantota H+ jonu sūknēšanai caur iekšējo membrānu no matricas uz starpmembrānu telpu. Tas rada protonu gradientu. Elektroni, kas nonāk elektronu transportēšanas ķēdē, ir iegūti no FADH2 un NADH. Tie tiek sintezēti agrākos šūnu elpošanas posmos, kas ietver glikolīzi un TCA ciklu.
Attēls 01: Elektronu transportēšanas ķēde mitohondrijās
I, II un IV kompleksi tiek uzskatīti par protonu sūkņiem. Abi kompleksi I un II kolektīvi nodod elektronus elektronu nesējam, kas pazīstams kā ubikinons, kas pārnes elektronus uz III kompleksu. Elektronu kustības laikā cauri III kompleksam vairāk H+ jonu tiek nogādāti caur iekšējo membrānu uz starpmembrānu telpu. Cits mobilais elektronu nesējs, kas pazīstams kā citohroms C, saņem elektronus, kas pēc tam tiek nodoti kompleksā IV. Tas izraisa H+ jonu galīgo pārnešanu starpmembrānu telpā. Elektronus beidzot pieņem skābeklis, kas pēc tam tiek izmantots ūdens veidošanai. Protonu dzinējspēka gradients ir vērsts uz gala kompleksu, kas ir ATP sintāze, kas sintezē ATP.
Kas ir elektronu transportēšanas ķēde hloroplastos?
Elektronu transportēšanas ķēdi, kas notiek hloroplasta iekšpusē, parasti sauc par fotofosforilāciju. Tā kā enerģijas avots ir saules gaisma, ADP fosforilēšana uz ATP ir pazīstama kā fotofosforilēšana. Šajā procesā gaismas enerģija tiek izmantota augstas enerģijas donora elektrona radīšanai, kas pēc tam vienvirziena veidā plūst uz zemākas enerģijas elektronu akceptoru. Elektronu kustību no donora uz akceptoru sauc par elektronu transportēšanas ķēdi. Fotofosforilēšanai var būt divi ceļi; cikliskā fotofosforilēšana un necikliskā fotofosforilēšana.
Attēls 02: Elektronu transportēšanas ķēde hloroplastā
Cikliskā fotofosforilēšana galvenokārt notiek uz tilakoīda membrānas, kur elektronu plūsma tiek ierosināta no pigmenta kompleksa, kas pazīstams kā fotosistēma I. Kad saules gaisma krīt uz fotosistēmu; gaismu absorbējošās molekulas uztvers gaismu un nodos to īpašai hlorofila molekulai fotosistēmā. Tas noved pie ierosmes un galu galā lielas enerģijas elektrona atbrīvošanas. Šī enerģija tiek nodota no viena elektronu akceptora uz nākamo elektronu akceptoru elektronu gradientā, ko beidzot pieņem zemākas enerģijas elektronu akceptors. Elektronu kustība izraisa protonu dzinējspēku, kas ietver H+ jonu sūknēšanu pa membrānām. To izmanto ATP ražošanā. Šajā procesā kā enzīms tiek izmantota ATP sintāze. Cikliskā fotofosforilēšana nerada skābekli vai NADPH.
Necikliskā fotofosforilācijā notiek divu fotosistēmu iesaistīšanās. Sākotnēji ūdens molekula tiek lizēta, lai iegūtu 2H+ + 1/2O2 + 2e– Photosystem. II saglabā divus elektronus. Fotosistēmā esošie hlorofila pigmenti absorbē gaismas enerģiju fotonu veidā un pārnes to uz kodola molekulu. No fotosistēmas tiek pastiprināti divi elektroni, ko pieņem primārais elektronu akceptors. Atšķirībā no cikliskā ceļa, divi elektroni neatgriezīsies fotosistēmā. Elektronu deficītu fotosistēmā nodrošinās citas ūdens molekulas līze. Elektroni no fotosistēmas II tiks pārnesti uz fotosistēmu I, kur notiks līdzīgs process. Elektronu plūsma no viena akceptora uz nākamo radīs elektronu gradientu, kas ir protonu dzinējspēks, kas tiek izmantots ATP sintezēšanā.
Kādas ir līdzības starp ETC mitohondrijās un hloroplastos?
- ATP sintāzi ETC izmanto gan mitohondriji, gan hloroplasti.
- Abos gadījumos 3 ATP molekulas sintezē 2 protoni.
Kāda ir atšķirība starp elektronu transportēšanas ķēdi mitohondrijās un hloroplastos?
ETC mitohondrijās pret ETC hloroplastos |
|
| Elektronu transportēšanas ķēde, kas notiek mitohondriju iekšējā membrānā, ir pazīstama kā oksidatīvā fosforilācija vai elektronu transportēšanas ķēde mitohondrijās. | Elektronu transportēšanas ķēde, kas notiek hloroplasta iekšpusē, ir pazīstama kā fotofosforilēšana vai elektronu transportēšanas ķēde hloroplastā. |
| Fosforilācijas veids | |
| Mitohondriju ETC notiek oksidatīvā fosforilēšanās. | Hloroplastu ETC notiek fotofosforilēšana. |
| Enerģijas avots | |
| ETP enerģijas avots mitohondrijās ir ķīmiskā enerģija, kas iegūta no redoksreakcijām.. | ETC hloroplastos izmanto gaismas enerģiju. |
| Atrašanās vieta | |
| ETC mitohondrijās notiek mitohondriju kristālos. | ETC hloroplastos notiek hloroplasta tilakoīda membrānā. |
| Koenzīms | |
| NAD un FAD ir iesaistīti mitohondriju ETC. | NADP ir iesaistīts hloroplastu ETC. |
| Protonu gradients | |
| Protonu gradients darbojas no starpmembrānu telpas līdz matricai mitohondriju ETC laikā. | Hloroplastu ETC laikā protonu gradients iedarbojas no tilakoīda telpas līdz hloroplasta stromai. |
| Galīgais elektronu akceptors | |
| Skābeklis ir pēdējais ETC elektronu akceptors mitohondrijās. | Hlorofils cikliskā fotofosforilācijā un NADPH+ necikliskā fotofosforilācijā ir pēdējie elektronu akceptori ETC hloroplastos. |
Kopsavilkums - elektronu transportēšanas ķēde mitohondrijās pret hloroplastiem
Elektronu transportēšanas ķēde, kas notiek hloroplasta tilakoīda membrānā, ir pazīstama kā fotofosforilēšana, jo procesa virzīšanai tiek izmantota gaismas enerģija. Mitohondrijās elektronu transportēšanas ķēde ir pazīstama kā oksidatīvā fosforilēšana, kur elektroni no NADH un FADH2, kas iegūti no glikolīzes un TCA cikla, tiek pārveidoti par ATP caur protonu gradientu. Šī ir galvenā atšķirība starp ETC mitohondrijās un ETC hloroplastos. Abos procesos tiek izmantota ATP sintēze ATP sintēzes laikā.
Lejupielādēt PDF versiju elektronu transporta ķēdei mitohondrijās pret hloroplastiem
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit Atšķirība starp ETC mitohondrijās un hloroplastu
