Разница между транспортной цепью электронов в митохондриях и хлоропластах

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

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