Rozdíl mezi elektronovým transportním řetězcem v mitochondriích a chloroplastech

Klíčový rozdíl - Elektron Transportní řetězec v mitochondrii vs. chloroplasty
 

Buněčné dýchání a fotosyntéza jsou dva velmi důležité procesy, které pomáhají živým organismům v biosféře. Oba procesy zahrnují transport elektronů, které vytvářejí gradient elektronů. To způsobuje tvorbu protonového gradientu, při kterém se energie využívá při syntéze ATP pomocí enzymu ATP syntázy.. Elektronový transportní řetězec (ETC), který probíhá v mitochondriích, se nazývá oxidační fosforylace, ' protože tento proces využívá chemickou energii z redoxních reakcí. Naopak v chloroplastu se tento proces nazývá „fotofosforylace“, protože využívá světelnou energii. To je klíčový rozdíl mezi elektronovým transportním řetězcem (ETC) v Mitochondrii a chloroplastu.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to elektronový transportní řetězec v mitochondrii
3. Co je elektronový transportní řetězec v chloroplastech
4. Podobnosti mezi ETC v mitochondriích a chloroplastech
5. Srovnání bok po boku - elektronový transportní řetězec v mitochondrii vs. chloroplasty v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je elektronový transportní řetězec v mitochondrii?

Řetězec přenosu elektronů, který se vyskytuje ve vnitřní membráně mitochondrie, je známý jako oxidativní fosforylace, kde jsou elektrony transportovány přes vnitřní membránu mitochondrie za účasti různých komplexů. To vytváří gradient protonů, který způsobuje syntézu ATP. Je známá jako oxidativní fosforylace díky zdroji energie: redoxní reakce, které řídí řetězec přenosu elektronů.

Transportní řetězec elektronů sestává z mnoha různých proteinů a organických molekul, které zahrnují různé komplexy, jmenovitě komplex I, II, III, IV a ATP syntázový komplex. Během pohybu elektronů v elektronovém transportním řetězci přecházejí z vyšších energetických úrovní na nižší energetické úrovně. Elektronový gradient vytvořený během tohoto pohybu pochází z energie, která je využívána při čerpání H⁺ ionty přes vnitřní membránu z matrice do intermembránového prostoru. Tím se vytvoří gradient protonů. Elektrony, které vstupují do transportního řetězce elektronů, jsou odvozeny od FADH2 a NADH. Ty jsou syntetizovány během dřívějších buněčných respiračních stádií, které zahrnují glykolýzu a cyklus TCA.

Obrázek 01: Elektronový transportní řetězec v mitochondrii

Komplexy I, II a IV se považují za protonová čerpadla. Oba komplexy I a II společně předávají elektrony elektronovému nosiči známému jako Ubiquinon, který přenáší elektrony do komplexu III. Při pohybu elektronů komplexem III, více H⁺ ionty jsou dodávány přes vnitřní membránu do intermembránového prostoru. Další mobilní elektronový nosič známý jako cytochrom C přijímá elektrony, které jsou pak předávány do komplexu IV. To způsobí konečný přenos H⁺ ionty do intermembránového prostoru. Elektrony jsou nakonec přijímány kyslíkem, který je potom využíván k tvorbě vody. Protonový hybný silový gradient je směřován ke konečnému komplexu, kterým je ATP syntáza, která syntetizuje ATP.

Co je elektronový transportní řetězec v chloroplastech?

Elektronový transportní řetězec, který probíhá uvnitř chloroplastu, se běžně nazývá fotofosforylace. Protože zdrojem energie je sluneční světlo, je fosforylace ADP na ATP známa jako fotofosforylace. V tomto procesu se světelná energie využívá k vytvoření donoru elektronu s vysokou energií, který pak proudí v jednosměrném vzoru do akceptoru elektronů s nižší energií. Pohyb elektronů od dárce k akceptoru se označuje jako elektronový transportní řetězec. Fotofosforylace může mít dvě cesty; cyklická fotofosforylace a necyklická fotofosforylace.

Obrázek 02: Elektronový transportní řetězec v chloroplastu

Cyklická fotofosforylace nastává v podstatě na tylakoidní membráně, kde je tok elektronů iniciován z pigmentového komplexu známého jako fotosystém I. Když na fotosystém dopadá sluneční světlo; molekuly pohlcující světlo zachycují světlo a předávají jej do speciální molekuly chlorofylu ve fotosystému. To vede k excitaci a nakonec k uvolnění elektronu s vysokou energií. Tato energie je předávána z jednoho elektronového akceptoru do dalšího elektronového akceptoru v elektronovém gradientu, který je nakonec přijat nízkoenergetickým akceptorem elektronů. Pohyb elektronů indukuje hnací sílu protonu, která se podílí na čerpání H⁺ ionty přes membrány. Používá se při výrobě ATP. Syntéza ATP se během tohoto procesu používá jako enzym. Cyklická fotofosforylace neprodukuje kyslík ani NADPH.

v necyklická fotofosforylace, dochází k zapojení dvou fotosystémů. Zpočátku se molekula vody lyžuje za vzniku 2H⁺ + 1/2O₂ + 2e^-. Fotosystém II udržuje dva elektrony. Chlorofylové pigmenty přítomné ve fotosystému absorbují světelnou energii ve formě fotonů a přenášejí ji na jádrovou molekulu. Dva elektrony jsou posíleny z fotosystému, který je přijímán primárním akceptorem elektronů. Na rozdíl od cyklické dráhy se oba elektrony nevrátí do fotosystému. Deficit elektronů ve fotosystému bude zajištěn lýzou jiné molekuly vody. Elektrony z fotosystému II budou přeneseny do fotosystému I, kde bude probíhat podobný proces. Tok elektronů od jednoho akceptoru k druhému vytvoří gradient elektronů, což je protonová hnací síla, která se používá při syntéze ATP.

Jaké jsou podobnosti mezi ETC v mitochondriích a chloroplastech?

• Syntéza ATP je v ETC využívána jak mitochondriemi, tak chloroplasty.
• V obou jsou 3 ATP molekuly syntetizovány 2 protony.

Jaký je rozdíl mezi elektronovým transportním řetězcem v mitochondriích a chloroplastech?

ETC v mitochondrii vs. ETC v chloroplastech
Transportní řetězec elektronů, který se vyskytuje ve vnitřní membráně mitochondrie, je známý jako oxidativní fosforylace nebo řetězec transportu elektronů v mitochondrii.	Elektronový transportní řetězec, který probíhá uvnitř chloroplastu, se nazývá fotofosforylace nebo elektronový transportní řetězec v chloroplastu.
Typ fosforylace
Oxidační fosforylace se vyskytuje v ETC mitochondrie.	Fotofosforylace probíhá v ETC chloroplastů.
Zdroj energie
Zdrojem energie ETP v mitochondriích je chemická energie odvozená z redoxních reakcí…	ETC v chloroplastech využívá světelnou energii.
Umístění
ETC v mitochondrii se odehrává v cristae mitochondria.	ETC v chloroplastech probíhá v tylakoidní membráně chloroplastu.
Koenzym
NAD a FAD se účastní ETC mitochondrií.	NADP se podílí na ETC chloroplastů.
Protonový gradient
Protonový gradient působí od intermembránového prostoru až po matici během ETC mitochondrie.	Protonový gradient působí z prostoru thylakoidů do stromatu chloroplastu během ETC chloroplastů.
Konečný elektronový akceptor
Kyslík je finálním elektronovým akceptorem ETC v mitochondriích.	Chlorofyl v cyklické fotofosforylaci a NADPH + v necyklické fotofosforylaci jsou finální akceptory elektronů v ETC v chloroplastech.

Souhrn - Electron Transportní řetězec v mitochondrii vs. chloroplasty 

Elektronový transportní řetězec, který se vyskytuje v tylakoidní membráně chloroplastu, je známý jako fotofosforylace, protože k řízení procesu je využívána světelná energie. V mitochondrii je transportní řetězec elektronů známý jako oxidativní fosforylace, kde elektrony z NADH a FADH2, které jsou odvozeny od glykolýzy a cyklu TCA, jsou převedeny na ATP prostřednictvím protonového gradientu. Toto je klíčový rozdíl mezi ETC v mitochondriích a ETC v chloroplastech. Oba procesy využívají syntézu ATP během syntézy ATP.

Stáhněte si PDF verzi elektronového transportního řetězce v mitochondrii vs chloroplasty

Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro účely offline podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi ETC v Mitochondrii a Chloroplastu

Odkaz:

1. „Oxidační fosforylace | Biologie." Khan Academy. K dispozici zde 
2. Abdollahi, Hamid a kol. "Úloha řetězce přenosu elektronů chloroplastů v oxidačním výbuchu interakce mezi Erwinia amylovora a hostitelskými buňkami." Photosynthesis Research, sv. 124, ne. 2, 2015, str. 231-242., Doi: 10,1007 / s11120-015-0127-8.
3. Alberts, Bruce. "Přeměna energie: mitochondrie a chloroplasty." Molekulární biologie buňky. 4. vydání., Americká národní lékařská knihovna, 1. ledna 1970. K dispozici zde

Obrázek se svolením:

1.'Mitochondriální elektronový transportní řetězec 'Uživatel: Rozzychan (CC BY-SA 2.5) přes Commons Wikimedia 
2.'Thylakoidová membrána 3'By Somepics - vlastní práce (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia