Key Difference – Elektrontransportkjede i mitokondrier vs kloroplaster
Cellulær respirasjon og fotosyntese er to ekstremt viktige prosesser som hjelper levende organismer i biosfæren. Begge prosessene involverer transport av elektroner som skaper en elektrongradient. Dette forårsaker dannelsen av en protongradient som energi brukes til å syntetisere ATP ved hjelp av enzymet ATP-syntase. Elektrontransportkjeden (ETC), som finner sted i mitokondriene, kalles "oksidativ fosforylering", siden prosessen bruker kjemisk energi fra redoksreaksjoner. I kontrast, i kloroplasten kalles denne prosessen "fotofosforylering" siden den bruker lysenergi. Dette er hovedforskjellen mellom Electron Transport Chain (ETC) i mitokondrier og kloroplast.
Hva er elektrontransportkjede i mitokondrier?
Elektrontransportkjeden som skjer i den indre membranen av mitokondriene er kjent som oksidativ fosforylering der elektronene transporteres over den indre membranen i mitokondriene med involvering av forskjellige komplekser. Dette skaper en protongradient som forårsaker syntesen av ATP. Det er kjent som oksidativ fosforylering på grunn av energikilden: det er redoksreaksjonene som driver elektrontransportkjeden.
Elektrontransportkjeden består av mange forskjellige proteiner og organiske molekyler som inkluderer forskjellige komplekser, nemlig kompleks I, II, III, IV og ATP-syntasekompleks. Under bevegelsen av elektroner gjennom elektrontransportkjeden, beveger de seg fra høyere energinivåer til lavere energinivåer. Elektrongradienten som skapes under denne bevegelsen henter energi som brukes til å pumpe H+ ioner over den indre membranen fra matrisen inn i intermembranrommet. Dette skaper en protongradient. Elektroner som kommer inn i elektrontransportkjeden er avledet fra FADH2 og NADH. Disse syntetiseres under tidligere cellulære respirasjonsstadier som inkluderer glykolyse og TCA-syklus.
Figur 01: Elektrontransportkjede i mitokondrier
Kompleksene I, II og IV regnes som protonpumper. Begge komplekser I og II overfører samlet elektroner til en elektronbærer kjent som Ubiquinone som overfører elektronene til kompleks III. Under bevegelsen av elektroner gjennom kompleks III, blir flere H+ ioner levert over den indre membranen til intermembranrommet. En annen mobil elektronbærer kjent som Cytokrom C mottar elektronene som deretter sendes inn i kompleks IV. Dette forårsaker den endelige overføringen av H+ ioner inn i intermembranrommet. Elektroner blir til slutt akseptert av oksygen som deretter brukes til å danne vann. Protonmotivkraftgradienten er rettet mot det endelige komplekset som er ATP-syntase som syntetiserer ATP.
Hva er elektrontransportkjede i kloroplaster?
Elektrontransportkjeden som finner sted inne i kloroplasten er vanligvis kjent som fotofosforylering. Siden energikilden er sollys, er fosforyleringen av ADP til ATP kjent som fotofosforylering. I denne prosessen brukes lysenergi til å lage et donorelektron med høy energi som deretter strømmer i et ensrettet mønster til en elektronakseptor med lavere energi. Bevegelsen av elektronene fra giveren til akseptoren blir referert til som elektrontransportkjede. Fotofosforylering kan være av to veier; syklisk fotofosforylering og ikke-syklisk fotofosforylering.
Figur 02: Elektrontransportkjede i kloroplast
Syklisk fotofosforylering skjer i hovedsak på thylakoidmembranen der strømmen av elektroner initieres fra et pigmentkompleks kjent som fotosystem I. Når sollys faller på fotosystemet; lysabsorberende molekyler vil fange lyset og sende det til et spesielt klorofyllmolekyl i fotosystemet. Dette fører til eksitasjon og til slutt frigjøring av et høyenergielektron. Denne energien overføres fra en elektronakseptor til neste elektronakseptor i en elektrongradient som til slutt aksepteres av en elektronakseptor med lavere energi. Bevegelsen av elektronene induserer en protonmotorkraft som involverer pumping av H+ ioner over membranene. Dette brukes i produksjonen av ATP. ATP-syntase brukes som enzym under denne prosessen. Syklisk fotofosforylering produserer ikke oksygen eller NADPH.
I ikke-syklisk fotofosforylering forekommer involvering av to fotosystemer. Til å begynne med lyseres et vannmolekyl for å produsere 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotosystem II beholder de to elektronene. Klorofyllpigmentene som finnes i fotosystemet absorberer lysenergi i form av fotoner og overfører det til et kjernemolekyl. To elektroner forsterkes fra fotosystemet som aksepteres av den primære elektronakseptoren. I motsetning til syklisk bane, vil de to elektronene ikke returnere til fotosystemet. Underskuddet av elektroner i fotosystemet vil bli gitt ved lysering av et annet vannmolekyl. Elektronene fra fotosystem II vil bli overført til fotosystem I hvor en lignende prosess vil finne sted. Strømmen av elektroner fra en akseptor til den neste vil skape en elektrongradient som er en protonmotorkraft som brukes til å syntetisere ATP.
Hva er likhetene mellom ETC i mitokondrier og kloroplaster?
- ATP-syntase brukes i ETC av både mitokondrier og kloroplast.
- I begge syntetiseres 3 ATP-molekyler av 2 protoner.
Hva er forskjellen mellom elektrontransportkjede i mitokondrier og kloroplaster?
ETC i Mitokondrier vs ETC i kloroplaster |
|
| Elektrontransportkjeden som forekommer i den indre membranen av mitokondriene er kjent som oksidativ fosforylering eller elektrontransportkjede i mitokondrier. | Elektrontransportkjeden som finner sted inne i kloroplasten er kjent som fotofosforylering eller elektrontransportkjeden i kloroplast. |
| Type fosforylering | |
| Oksidativ fosforylering forekommer i ETC av mitokondrier. | Fotofosforylering forekommer i ETC av kloroplaster. |
| Kilde til energi | |
| Energikilden til ETP i mitokondrier er den kjemiske energien som kommer fra redoksreaksjoner. | ETC i kloroplaster bruker lysenergi. |
| Location | |
| ETC i mitokondrier finner sted i cristae av mitokondrier. | ETC i kloroplaster finner sted i thylakoidmembranen til kloroplasten. |
| Koenzym | |
| NAD og FAD involverer ETC av mitokondrier. | NADP involverer i ETC av kloroplaster. |
| Protongradient | |
| Protongradient virker fra intermembranrommet opp til matrisen under ETC av mitokondrier. | Protongradienten virker fra thylakoidrommet til kloroplastens stroma under ETC av kloroplaster. |
| Final Electron Acceptor | |
| Oxygen er den endelige elektronakseptoren for ETC i mitokondrier. | Klorofyll i syklisk fotofosforylering og NADPH+ i ikke-syklisk fotofosforylering er de endelige elektronakseptorene i ETC i kloroplaster. |
Sammendrag – Elektrontransportkjede i mitokondrier vs kloroplaster
Elektrontransportkjede som forekommer i tylakoidmembranen til kloroplasten er kjent som fotofosforylering siden lysenergi brukes til å drive prosessen. I mitokondriene er elektrontransportkjeden kjent som oksidativ fosforylering der elektroner fra NADH og FADH2 som er avledet fra glykolyse og TCA-syklus omdannes til ATP gjennom en protongradient. Dette er nøkkelforskjellen mellom ETC i mitokondrier og ETC i kloroplaster. Begge prosessene bruker ATP-syntase under syntesen av ATP.
Last ned PDF-versjonen av Electron Transport Chain in Mitochondria vs Chloroplasts
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom ETC i mitokondrier og kloroplast
