Differenza tra catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri e cloroplasti
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Differenza chiave - elettrone Catena di trasporto nei mitocondri vs cloroplasti
La respirazione cellulare e la fotosintesi sono due processi estremamente importanti che aiutano gli organismi viventi nella biosfera. Entrambi i processi implicano il trasporto di elettroni che creano un gradiente di elettroni. Questo causa la formazione di un gradiente di protoni mediante il quale l'energia viene utilizzata per sintetizzare l'ATP con l'aiuto dell'enzima ATP sintasi. La catena di trasporto degli elettroni (ETC), che si svolge nei mitocondri, è chiamata "ossidativa" fosforilazione,' poiché il processo utilizza l'energia chimica da reazioni redox. Al contrario, nel cloroplasto questo processo è chiamato "fotofosforilazione" poiché utilizza energia luminosa. Questo è il differenza fondamentale tra catena di trasporto degli elettroni (ETC) in mitocondri e cloroplasti.
CONTENUTO
1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è la catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri
3. Cos'è la catena di trasporto degli elettroni nei cloroplasti
4. Somiglianze tra ETC nei mitocondri e cloroplasti
5. Confronto affiancato - Catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri rispetto ai cloroplasti in forma tabulare
6. Sommario
Cos'è la catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri?
La catena di trasporto degli elettroni che si verifica nella membrana interna dei mitocondri è nota come fosforilazione ossidativa in cui gli elettroni vengono trasportati attraverso la membrana interna dei mitocondri con il coinvolgimento di diversi complessi. Questo crea un gradiente protonico che causa la sintesi di ATP. È noto come fosforilazione ossidativa a causa della fonte di energia: cioè le reazioni redox che guidano la catena di trasporto degli elettroni.
La catena di trasporto degli elettroni è costituita da molte diverse proteine e molecole organiche che includono diversi complessi, in particolare complessi complessi di I, II, III, IV e ATP sintasi. Durante il movimento degli elettroni attraverso la catena di trasporto degli elettroni, si spostano da livelli di energia più alti a livelli di energia inferiori. Il gradiente di elettroni creato durante questo movimento deriva energia che viene utilizzata nel pompaggio di H+ ioni attraverso la membrana interna dalla matrice nello spazio intermembranico. Questo crea un gradiente protonico. Gli elettroni che entrano nella catena di trasporto degli elettroni sono derivati da FADH2 e NADH. Questi sono sintetizzati durante precedenti stadi respiratori cellulari che includono la glicolisi e il ciclo TCA.
Figura 01: Catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri
I complessi I, II e IV sono considerati pompe protoniche. Entrambi i complessi I e II trasmettono collettivamente gli elettroni a un vettore di elettroni noto come Ubichinone che trasferisce gli elettroni al complesso III. Durante il movimento di elettroni attraverso il complesso III, più H+ Gli ioni vengono trasportati attraverso la membrana interna allo spazio intermembranico. Un altro vettore di elettroni mobile noto come Cytochrome C riceve gli elettroni che vengono poi passati nel complesso IV. Ciò causa il trasferimento finale di H+ ioni nello spazio intermembranico. Gli elettroni sono finalmente accettati dall'ossigeno che viene poi utilizzato per formare l'acqua. Il gradiente della forza motrice del protone è diretto verso il complesso finale che è la sintasi ATP che sintetizza l'ATP.
Cos'è la catena di trasporto degli elettroni nei cloroplasti?
La catena di trasporto degli elettroni che si svolge all'interno del cloroplasto è comunemente nota come fotofosforilazione. Poiché la fonte di energia è la luce solare, la fosforilazione di ADP in ATP è nota come fotofosforilazione. In questo processo, l'energia luminosa viene utilizzata nella creazione di un elettrone donatore ad alta energia che scorre quindi in un modello unidirezionale a un accettore di elettroni di energia inferiore. Il movimento degli elettroni dal donatore all'accettatore viene indicato come catena di trasporto degli elettroni. La fotofosforilazione può essere di due percorsi; fotofosforilazione ciclica e fotofosforilazione non ciclica.
Figura 02: Catena di trasporto degli elettroni in cloroplasto
Fotofosforilazione ciclica si verifica fondamentalmente sulla membrana thylakoid dove il flusso di elettroni viene avviato da un complesso di pigmenti noto come fotosistema I. Quando la luce del sole cade sulla fotosistema; le molecole che assorbono la luce cattureranno la luce e la passeranno a una speciale molecola di clorofilla nel photosystem. Ciò porta all'eccitazione e alla fine al rilascio di un elettrone ad alta energia. Questa energia viene passata da un accettore di elettroni all'accettatore successivo in un gradiente di elettroni che viene infine accettato da un accettore di elettroni di energia inferiore. Il movimento degli elettroni induce una forza motrice protonica che coinvolge il pompaggio di H+ ioni attraverso le membrane. Questo è usato nella produzione di ATP. L'ATP sintasi viene utilizzata come enzima durante questo processo. La fotofosforilazione ciclica non produce ossigeno o NADPH.
Nel fotofosforilazione non ciclica, si verifica il coinvolgimento di due fotosistemi. Inizialmente, una molecola d'acqua viene lisata per produrre 2H+ + 1 / 2O2 + 2e-. Photosystem II mantiene i due elettroni. I pigmenti clorofilla presenti nella fotosistema assorbono l'energia luminosa sotto forma di fotoni e la trasferiscono a una molecola principale. Due elettroni sono potenziati dal photosystem che è accettato dall'accettore di elettroni primari. A differenza della via ciclica, i due elettroni non ritorneranno al photosystem. Il deficit di elettroni nella fotosistema sarà fornito dalla lisi di un'altra molecola d'acqua. Gli elettroni del fotosistema II saranno trasferiti al fotosistema I dove si svolgerà un processo simile. Il flusso di elettroni da un accettore all'altro produrrà un gradiente di elettroni che è una forza motrice protonica che viene utilizzata per sintetizzare ATP.
Quali sono le somiglianze tra ETC nei mitocondri e cloroplasti?
- L'ATP sintasi è utilizzata nell'ETC sia dai mitocondri sia dal cloroplasto.
- In entrambi, 3 molecole di ATP sono sintetizzate da 2 protoni.
Qual è la differenza tra la catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri e nei cloroplasti?
ETC in mitocondri vs ETC in cloroplasti | |
| La catena di trasporto degli elettroni che si verifica nella membrana interna dei mitocondri è nota come fosforilazione ossidativa o catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri. | La catena di trasporto degli elettroni che si svolge all'interno del cloroplasto è nota come fotofosforilazione o catena di trasporto degli elettroni in cloroplasto. |
| Tipo di fosforilazione | |
| La fosforilazione ossidativa si verifica nell'ETC dei mitocondri. | La foto-fosforilazione si verifica in ETC dei cloroplasti. |
| Fonte d'energia | |
| La fonte di energia dell'ETP nei mitocondri è l'energia chimica derivata dalle reazioni redox ... | L'ETC nei cloroplasti utilizza energia luminosa. |
| Posizione | |
| L'ETC nei mitocondri si svolge nelle creste dei mitocondri. | L'ETC nei cloroplasti ha luogo nella membrana tilacoide del cloroplasto. |
| Co-enzima | |
| NAD e FAD coinvolgono nell'ETC dei mitocondri. | La NADP coinvolge nell'ETC dei cloroplasti. |
| Gradiente protonico | |
| Il gradiente protonico agisce dallo spazio intermembranico fino alla matrice durante l'ETC dei mitocondri. | Il gradiente protonico agisce dallo spazio tilacoide allo stroma del cloroplasto durante l'ETC dei cloroplasti. |
| Accettatore di elettroni finale | |
| L'ossigeno è l'ultimo accettore di elettroni dell'ETC nei mitocondri. | La clorofilla nella fotofosforilazione ciclica e NADPH + nella fotofosforilazione non ciclica sono gli accettori di elettroni finali in ETC nei cloroplasti. |
Riassunto - Elettrone Catena di trasporto nei mitocondri vs cloroplasti
La catena di trasporto degli elettroni che si verifica nella membrana tilacoide del cloroplasto è nota come fotofosforilazione poiché l'energia luminosa viene utilizzata per guidare il processo. Nei mitocondri, la catena di trasporto degli elettroni è nota come fosforilazione ossidativa, dove gli elettroni di NADH e FADH2 derivati dalla glicolisi e dal ciclo TCA vengono convertiti in ATP attraverso un gradiente di protoni. Questa è la differenza chiave tra ETC nei mitocondri e ETC nei cloroplasti. Entrambi i processi utilizzano ATP sintasi durante la sintesi di ATP.
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Riferimento:
1. "Fosforilazione ossidativa | Biologia. "Khan Academy. Disponibile qui
2. Abdollahi, Hamid, et al. "Ruolo della catena di trasporto degli elettroni dei cloroplasti in uno scoppio ossidativo dell'interazione tra Erwinia amylovora e cellule ospiti." Fotosynthesis Research, vol. 124, n. 2, 2015, pp. 231-242., Doi: 10.1007 / s11120-015-0127-8.
3. Alberts, Bruce. "Conversione energetica: mitocondri e cloroplasti". Biologia molecolare della cellula. 4a edizione., U.S. National Library of Medicine, 1 gennaio 1970. Disponibile qui
Cortesia dell'immagine:
1. 'Catena di trasporto dell'elettrocondriale' Per Utente: Rozzychan (CC BY-SA 2.5) attraverso Commons Wikimedia
2. 'Membrana tiakidica 3' By Somepics - Opera propria (CC BY-SA 4.0) attraverso Commons Wikimedia
