Nøkkelforskjell – Oksidativ fosforylering vs fotofosforylering
Adenosin tri-fosfat (ATP) er en viktig faktor for overlevelse og funksjon av levende organismer. ATP er kjent som livets universelle energivaluta. Produksjon av ATP i det levende systemet skjer på mange måter. Oksidativ fosforylering og fotofosforylering er to hovedmekanismer som produserer det meste av cellulær ATP i et levende system. Oksidativ fosforylering utnytter molekylært oksygen under syntesen av ATP, og det foregår nær membranene i mitokondriene mens fotofosforylering bruker sollys som energikilde for produksjon av ATP, og det foregår i thylakoidmembranen til kloroplasten. Hovedforskjellen mellom oksidativ fosforylering og fotofosforylering er at ATP-produksjonen drives av elektronoverføring til oksygen ved oksidativ fosforylering, mens sollys driver ATP-produksjonen i fotofosforylering.
Hva er oksidativ fosforylering?
Oksidativ fosforylering er den metabolske veien som produserer ATP ved bruk av enzymer med tilstedeværelse av oksygen. Det er det siste stadiet av cellulær respirasjon av aerobe organismer. Det er to hovedprosesser for oksidativ fosforylering; elektrontransportkjede og kjemiosmose. I elektrontransportkjeden letter det redoksreaksjoner som involverer mange redoksmellomprodukter for å drive bevegelsen av elektroner fra elektrondonorer til elektronakseptorer. Energien som kommer fra disse redoksreaksjonene brukes til å produsere ATP i kjemiosmose. I sammenheng med eukaryoter utføres oksidativ fosforylering i forskjellige proteinkomplekser i den indre membranen av mitokondriene. I sammenheng med prokaryoter er disse enzymene tilstede i det intermembrane rommet i cellen.
Proteinene som er involvert i oksidativ fosforylering er knyttet til hverandre. I eukaryoter brukes fem hovedproteinkomplekser under elektrontransportkjeden. Den endelige elektronakseptoren for den oksidative fosforyleringen er oksygen. Det aksepterer et elektron og reduserer for å danne vann. Derfor bør oksygen være tilstede for å produsere ATP ved oksidativ fosforylering.
Figur 01: Oksidativ fosforylering
Energien som frigjøres under strømmen av elektroner gjennom kjeden, brukes til transport av protoner over den indre membranen i mitokondriene. Denne potensielle energien ledes til det endelige proteinkomplekset som er ATP-syntase for å produsere ATP. ATP-produksjon skjer i ATP-syntasekomplekset. Det katalyserer tilsetningen av fosfatgruppe til ADP og letter dannelsen av ATP. ATP-produksjon ved å bruke energien som frigjøres under elektronoverføringen er kjent som kjemiosmose.
Hva er fotofosforylering?
I sammenheng med fotosyntese, omtales prosessen som fosforylerer ADP til ATP ved bruk av energien fra sollys som fotofosforylering. I denne prosessen aktiverer sollys forskjellige klorofyllmolekyler for å lage en elektrondonor med høy energi som ville bli akseptert av en lavenergielektronakseptor. Derfor involverer lysenergi dannelsen av både høyenergielektrondonor og en lavenergielektronakseptor. Som et resultat av en energigradient som er opprettet, vil elektronene bevege seg fra donor til akseptor på syklisk og ikke-syklisk måte. Bevegelsen av elektroner skjer gjennom elektrontransportkjeden.
Fotofosforylering kan kategoriseres i to grupper; syklisk fotofosforylering og ikke-syklisk fotofosforylering. Syklisk fotofosforylering skjer på et spesielt sted i kloroplasten kjent som tylakoidmembranen. Syklisk fotofosforylering produserer ikke oksygen og NADPH. Denne sykliske banen setter i gang strømmen av elektroner til et klorofyllpigmentkompleks kjent som fotosystem I. Fra fotosystemet I forsterkes høyenergielektroner. På grunn av elektronets ustabilitet vil det bli akseptert av en elektronakseptor som er på lavere energinivåer. Når de er initiert, vil elektronene bevege seg fra en elektronakseptor til den neste i en kjede mens de pumper H+ ioner over membranen som produserer en protonmotorkraft. Denne protonmotorkraften fører til utvikling av en energigradient som brukes i produksjonen av ATP fra ADP ved bruk av enzymet ATP-syntase under prosessen.
Figur 02: Fotofosforylering
I ikke-syklisk fotofosforylering involverer det to klorofylpigmentkomplekser (fotosystem I og fotosystem II). Dette skjer i stroma. I denne veien fotolyse av vann finner molekylet sted i fotosystemet II som beholder to elektroner avledet fra fotolysereaksjonen i fotosystemet i utgangspunktet. Lysenergi innebærer eksitasjon av et elektron fra fotosystem II som gjennomgår kjedereaksjon og til slutt overføres til et kjernemolekyl som er tilstede i fotosystem II. Elektronet vil bevege seg fra en elektronakseptor til den neste i en gradient av energi som til slutt vil bli akseptert av et oksygenmolekyl. Her i denne banen produseres både oksygen og NADPH.
Hva er likhetene mellom oksidativ fosforylering og fotofosforylering?
- Begge prosessene er viktige for energioverføring i det levende systemet.
- Begge involvert i bruken av redoksmellomprodukter.
- I begge prosessene fører produksjonen av en protonmotorkraft til overføring av H+ ioner over membranen.
- Energigradienten skapt av begge prosessene brukes til å produsere ATP fra ADP.
- Begge prosessene bruker ATP-syntaseenzym for å lage ATP.
Hva er forskjellen mellom oksidativ fosforylering og fotofosforylering?
Oksidativ fosforylering vs fotofosforylering |
|
| Oxidative Fosforylering er prosessen som produserer ATP ved hjelp av enzymer og oksygen. Det er det siste stadiet av aerob åndedrett. | Fotofosforylering er prosessen med ATP-produksjon ved bruk av sollys under fotosyntesen. |
| Energikilde | |
| Molekylært oksygen og glukose er energikildene til oksidativ fosforylering. | Sollys er energikilden til fotofosforylering. |
| Location | |
| Oksidativ fosforylering forekommer i mitokondrier | Fotofosforylering skjer i kloroplast |
| Forekomst | |
| Oksidativ fosforylering skjer under cellulær respirasjon. | Fotofosforylering skjer under fotosyntese. |
| Final Electron Acceptor | |
| Oxygen er den endelige elektronakseptoren for oksidativ fosforylering. | NADP+ er den endelige elektronakseptoren for fotofosforylering. |
Sammendrag – Oksidativ fosforylering vs fotofosforylering
Produksjon av ATP i det levende systemet skjer på mange måter. Oksidativ fosforylering og fotofosforylering er to hovedmekanismer som produserer det meste av cellulær ATP. Hos eukaryoter utføres oksidativ fosforylering i forskjellige proteinkomplekser i den indre membranen av mitokondriene. Det involverer mange redoksmellomprodukter for å drive bevegelsen av elektroner fra elektrondonorer til elektronakseptorer. Til slutt brukes energien som frigjøres under elektronoverføringen til å produsere ATP av ATP-syntase. Prosessen som fosforylerer ADP til ATP ved å bruke energien fra sollys, kalles fotofosforylering. Det skjer under fotosyntesen. Fotofosforylering skjer via to hovedveier; syklisk fotofosforylering og ikke-syklisk fotofosforylering. Oksidativ fosforylering forekommer i mitokondrier og fotofosforylering skjer i kloroplaster. Dette er forskjellen mellom oksidativ fosforylering og fotofosforylering.
Last ned PDF-filen Oksidativ fosforylering vs fotofosforylering
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 oksidativ fotofosforylering og fotofosforylering
