Nøkkelforskjellen mellom kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast er at i mitokondriell kjemiosmose er energikilden matmolekyler, mens energikilden for kjemiosmose i kloroplast mottas av en lyskilde.
Kjemiosmose er bevegelsen av ioner fra den ene siden av en biologisk semipermeabel membran til en annen over en elektrokjemisk gradient. Gradienten lar ionene passere passivt ved hjelp av proteiner innebygd i membranen. Dette hjelper ioner å bevege seg fra et område med høyere konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon. Denne prosessen ligner på osmose, men den innebærer at ioner beveger seg over membranene gjennom en gradient.
Hva er kjemiosmose i mitokondrier?
Kjemiosmose i mitokondrier er pumping av protoner gjennom spesielle kanaler i membranene til mitokondrier fra den indre membranen til den ytre membranen. Under denne prosessen donerer elektronbærerne, NADH og FADH, elektroner til elektrontransportkjeden. Disse elektronene gjør konformasjonsendringer i proteinene for at de skal pumpe H+ ioner over en selektivt permeabel membran. Ujevn fordeling av H+ ioner over membranen forårsaker en forskjell i konsentrasjon og elektrokjemisk gradient. Derfor beveger positivt ladede hydrogenioner seg og aggregerer på den ene siden av membranen. Mange ioner beveger seg gjennom de ikke-polare områdene av fosfolipidmembraner ved hjelp av ionekanaler. Dette fører til at hydrogenionene i matrisen passerer gjennom den indre mitokondriemembranen ved hjelp av et membranprotein k alt ATP-syntase. Dette proteinet utnytter den potensielle energien i hydrogeniongradienten for å tilsette et fosfat til ADP, og danne ATP.
Figur 01: Kjemismose i mitokondrier
Kemiosmose genererer mesteparten av ATP under aerob glukosekatabolisme. Produksjonen av ATP i mitokondrier ved bruk av kjemiosmose er kjent som oksidativ fosforylering. På slutten av denne prosessen hjelper elektroner med å redusere oksygenmolekyler til oksygenioner. Ekstra elektroner på oksygenet samhandler med H+-ioner for å danne vann.
Hva er kjemismose i kloroplast?
Kjemiosmose i kloroplaster er bevegelse av protoner for produksjon av ATP i planter. I kloroplast skjer kjemiosmose i thylakoiden. Thylakoid høster lys og fungerer som stedet for lysreaksjoner under fotosyntesen. Lysreaksjonene genererer ATP ved kjemiosmose. Antennekomplekset til fotosystem II mottar fotonene i sollys. Dette eksiterer elektroner til et høyere energinivå. Elektroner transporteres deretter ned gjennom elektrontransportkjeden, og pumper protoner aktivt over thylakoidmembranen inn i tylakoidens lumen.
Figur 02: Kjemismose i kloroplast
Ved hjelp av et enzym ATP-syntase strømmer protoner nedover en elektrokjemisk gradient. Dette genererer ATP ved fosforylering av ADP til ATP. Disse elektronene fra den første lysreaksjonen når fotosystem I og når deretter et høyere energinivå av lysenergi og mottas av en elektronakseptor. Dette reduserer NADP+ til NADPH. Oksidasjon av vann, som splittes i protoner og oksygen, erstatter elektronene som går tapt fra fotosystem II. For å generere ett oksygenmolekyl absorberer fotosystemer I og II minst ti fotoner. Her beveger fire elektroner seg gjennom fotosystemene og genererer to NAPDH-molekyler.
Hva er likhetsforskjellene mellom kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast?
- Kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast har samme teori – å flytte ioner over en semipermeabel membran ned en elektrokjemisk gradient.
- Begge bruker høye energikilder for kjemismoseprosessen.
- Hydrogenioner eller protoner diffunderer gjennom membranene.
- Begge genererer ATP.
- Både bruker dessuten membranproteiner og enzym ATP-syntase.
Hva er forskjellen mellom kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast?
I mitokondriell kjemiosmose er energikilden matmolekyler, mens energikilden for kjemiosmose i kloroplasten er sollys. Dermed er dette nøkkelforskjellen mellom kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast. Dessuten, i mitokondrier, forekommer kjemiosmose over den indre mitokondrielle membranen, mens i kloroplasten finner kjemiosmose sted i tylakoidlumen. I mitokondrier genereres ATP i matrisen til mitokondrier, mens i kloroplast genereres ATP utenfor tylakoidet.
Infografien nedenfor presenterer forskjellene mellom kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast i tabellform for side ved side sammenligning.
Summary – Chemiosmose in Mitochondria vs Chloroplast
Kjemiosmose er bevegelsen av ioner fra den ene siden av den biologiske semipermeable membranen til en annen over en elektrokjemisk gradient. Kjemiosmose i mitokondrier er pumping av protoner gjennom spesielle kanaler i membranene til mitokondrier fra den indre membranen til den ytre membranen. Kjemismose i kloroplaster er bevegelse av protoner for produksjon av ATP i planter. I kloroplasten skjer kjemiosmose i thylakoiden. Begge prosessene involverer generering av ATP ved bruk av energi. I mitokondriene er energikilden fra redoksreaksjon under metabolisme av matmolekyler, mens i kloroplast er energikilden lys. Så dette oppsummerer forskjellen mellom kjemiosmose i mitokondrier og kloroplast.
