Ключевое различие - электронная транспортная цепь в митохондриях и хлоропластах
Клеточное дыхание и фотосинтез - два чрезвычайно важных процесса, которые помогают живым организмам в биосфере. Оба процесса включают транспортировку электронов, которые создают электронный градиент. Это вызывает образование протонного градиента, с помощью которого энергия используется для синтеза АТФ с помощью фермента АТФ-синтазы. Электронно-транспортная цепь (ETC), происходящая в митохондриях, называется «окислительным фосфорилированием», поскольку в этом процессе используется химическая энергия окислительно-восстановительных реакций. Напротив, в хлоропласте этот процесс называется «фотофосфорилированием», поскольку он использует световую энергию. Это ключевое различие между электронно-транспортной цепью (ETC) в митохондриях и хлоропластах.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные различия
2. Что такое цепь переноса электронов в митохондриях
3. Что такое цепь переноса электронов в хлоропластах
4. Сходства между ETC в митохондриях и хлоропластах
5. Сравнение бок о бок - цепь переноса электронов в митохондриях и хлоропластах в табличной форме
6. Резюме
Что такое цепь переноса электронов в митохондриях?
Цепь переноса электронов, которая происходит во внутренней мембране митохондрий, известна как окислительное фосфорилирование, когда электроны переносятся через внутреннюю мембрану митохондрий с участием различных комплексов. Это создает протонный градиент, который вызывает синтез АТФ. Он известен как окислительное фосфорилирование из-за источника энергии: это окислительно-восстановительные реакции, которые приводят в движение цепь переноса электронов.
Цепь переноса электронов состоит из множества различных белков и органических молекул, которые включают в себя различные комплексы, а именно комплекс I, II, III, IV и комплекс АТФ-синтазы. Во время движения электронов по цепи переноса электронов они перемещаются с более высоких энергетических уровней на более низкие энергетические уровни. Электронный градиент, создаваемый во время этого движения, получает энергию, которая используется для перекачивания ионов H + через внутреннюю мембрану из матрицы в межмембранное пространство. Это создает протонный градиент. Электроны, которые входят в цепь переноса электронов, происходят из FADH2 и NADH. Они синтезируются на ранних стадиях клеточного дыхания, которые включают гликолиз и цикл TCA.
Рисунок 01: Электронная транспортная цепочка в митохондриях
Комплексы I, II и IV считаются протонными насосами. Оба комплекса I и II вместе передают электроны переносчику электронов, известному как убихинон, который переносит электроны в комплекс III. Во время движения электронов через комплекс III большее количество ионов H + доставляется через внутреннюю мембрану в межмембранное пространство. Другой мобильный переносчик электронов, известный как цитохром C, принимает электроны, которые затем переходят в комплекс IV. Это вызывает окончательный перенос ионов H + в межмембранное пространство. В конечном итоге электроны принимаются кислородом, который затем используется для образования воды. Градиент движущей силы протона направлен к конечному комплексу, который представляет собой АТФ-синтазу, которая синтезирует АТФ.
Что такое цепь переноса электронов в хлоропластах?
Цепь переноса электронов, происходящая внутри хлоропласта, широко известна как фотофосфорилирование. Поскольку источником энергии является солнечный свет, фосфорилирование АДФ до АТФ известно как фотофосфорилирование. В этом процессе световая энергия используется для создания высокоэнергетического донорного электрона, который затем течет в однонаправленном виде к более низкоэнергетическому акцептору электронов. Движение электронов от донора к акцептору называется цепочкой переноса электронов. Фотофосфорилирование может происходить двумя путями; циклическое фотофосфорилирование и нециклическое фотофосфорилирование.
Рисунок 02: Цепь переноса электронов в хлоропласте
Циклическое фотофосфорилирование происходит в основном на тилакоидной мембране, где поток электронов инициируется пигментным комплексом, известным как фотосистема I. Когда солнечный свет падает на фотосистему; светопоглощающие молекулы будут захватывать свет и передавать его специальной молекуле хлорофилла в фотосистеме. Это приводит к возбуждению и, в конечном итоге, к высвобождению электрона высокой энергии. Эта энергия передается от одного акцептора электронов к следующему акцептору электронов в электронном градиенте, который в конечном итоге принимается акцептором электронов с более низкой энергией. Движение электронов вызывает протонную движущую силу, которая участвует в накачке H +.ионы через мембраны. Это используется в производстве АТФ. В этом процессе в качестве фермента используется АТФ-синтаза. Циклическое фотофосфорилирование не производит кислород или НАДФН.
В нециклическом фотофосфорилировании происходит участие двух фотосистем. Первоначально молекула воды лизируется с образованием 2H + + 1 / 2O 2 + 2e -. Фотосистема II удерживает два электрона. Пигменты хлорофилла, присутствующие в фотосистеме, поглощают световую энергию в виде фотонов и передают ее основной молекуле. Два электрона выходят из фотосистемы, которую принимает первичный акцептор электронов. В отличие от циклического пути, два электрона не вернутся в фотосистему. Дефицит электронов в фотосистеме будет обеспечиваться за счет лизиса другой молекулы воды. Электроны из фотосистемы II будут перенесены в фотосистему I, где произойдет аналогичный процесс. Поток электронов от одного акцептора к другому будет создавать электронный градиент, который является движущей силой протона, которая используется при синтезе АТФ.
Каковы сходства между ЭТЦ в митохондриях и хлоропластах?
- АТФ-синтаза используется в ETC как митохондриями, так и хлоропластами.
- В обоих случаях 3 молекулы АТФ синтезируются 2 протонами.
В чем разница между транспортной цепью электронов в митохондриях и хлоропластах?
Различать статью в середине перед таблицей
ETC в митохондриях по сравнению с ETC в хлоропластах |
|
| Цепь переноса электронов, которая происходит во внутренней мембране митохондрий, известна как окислительное фосфорилирование или цепь переноса электронов в митохондриях. | Цепь переноса электронов, которая происходит внутри хлоропласта, известна как фотофосфорилирование или цепь переноса электронов в хлоропласте. |
| Тип фосфорилирования | |
| Окислительное фосфорилирование происходит в ETC митохондрий. | Фотофосфорилирование происходит в ЭТЦ хлоропластов. |
| Источник энергии | |
| Источником энергии ЭТФ в митохондриях является химическая энергия, полученная в результате окислительно-восстановительных реакций. | ETC в хлоропластах использует световую энергию. |
| Место расположения | |
| ETC в митохондриях происходит в кристах митохондрий. | ETC в хлоропластах происходит в тилакоидной мембране хлоропласта. |
| Коэнзим | |
| НАД и ФАД участвуют в ЭТЦ митохондрий. | НАДФ участвует в ETC хлоропластов. |
| Протонный градиент | |
| Протонный градиент действует от межмембранного пространства до матрикса во время ETC митохондрий. | Протонный градиент действует из тилакоидного пространства на строму хлоропласта во время ETC хлоропластов. |
| Конечный акцептор электронов | |
| Кислород является последним акцептором электронов ETC в митохондриях. | Хлорофилл при циклическом фотофосфорилировании и NADPH + при нециклическом фотофосфорилировании являются конечными акцепторами электронов в ETC в хлоропластах. |
Заключение - Электронная транспортная цепь в митохондриях и хлоропластах
Цепь переноса электронов, которая возникает в тилакоидной мембране хлоропласта, известна как фотофосфорилирование, поскольку для запуска процесса используется световая энергия. В митохондриях цепь переноса электронов известна как окислительное фосфорилирование, где электроны из NADH и FADH2, полученные в результате гликолиза и цикла TCA, превращаются в АТФ через протонный градиент. Это ключевое различие между ETC в митохондриях и ETC в хлоропластах. Оба процесса используют АТФ-синтазу во время синтеза АТФ.
Скачать PDF-версию цепи переноса электронов в митохондриях и хлоропластах
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономных целях в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, скачайте PDF-версию здесь Разница между ETC в митохондриях и хлоропластах
