Differenza tra cloroplasti e mitocondri

Differenza principale - Cloroplasto vs Mitocondri

Cloroplasto e mitocondri sono due organelli trovati nella cellula. Il cloroplasto è un organello legato alla membrana che si trova solo nelle alghe e nelle cellule vegetali. I mitocondri si trovano in funghi, piante e animali come cellule eucariotiche. Il differenza principale tra cloroplasto e mitocondri sono le loro funzioni; i cloroplasti sono responsabili della produzione di zuccheri con l'aiuto della luce solare in un processo chiamato fotosintesi mentre i mitocondri sono le centrali elettriche della cellula che abbattono lo zucchero per catturare l'energia in un processo chiamato respirazione cellulare.

Questo articolo guarda,

1. Cos'è il cloroplasto
      - Struttura e funzione
2. Cosa sono i mitocondri
      - Struttura e funzione
3. Qual è la differenza tra Cloroplasto e Mitocondri

Cos'è il cloroplasto

I cloroplasti sono un tipo di plastidi trovati nelle cellule algali e vegetali. Contengono pigmenti clorofilla per svolgere la fotosintesi. Il cloroplasto consiste nel proprio DNA. La principale funzione del cloroplasto è la produzione di molecole organiche, il glucosio da CO₂ e H₂O con l'aiuto della luce solare.

Struttura

I cloroplasti sono identificati come pigmenti di colore verde a forma di lente nelle piante. Hanno un diametro di 3-10 μm e il loro spessore è di circa 1-3 μm. Le cellule vegetali processano 10-100 cloroplasti per cellula. Diverse forme del cloroplasto si trovano nelle alghe. La cellula algale contiene un singolo cloroplasto che può essere a forma di spirale, a tazza o a nastro. 

Figura 1: struttura cloroplastica nelle piante

Tre sistemi a membrana possono essere identificati in un cloroplasto. Sono la membrana cloroplastica esterna, la membrana cloroplastica interna e i thylakoidi.

Membrana esterna in cloroplasto

La membrana esterna del cloroplasto è semi-porosa, permettendo alle piccole molecole di diffondersi facilmente. Ma le grandi proteine ​​non sono in grado di diffondersi. Pertanto, le proteine ​​richieste dal cloroplasto vengono trasportate dal citoplasma dal complesso TOC nella membrana esterna.

Membrana cloroplastica interna

La membrana interna del cloroplasto mantiene un ambiente costante nello stroma regolando il passaggio delle sostanze. Dopo che le proteine ​​sono passate attraverso il complesso TOC, vengono trasportate attraverso il complesso TIC nella membrana interna. Stromuli sono le protrusioni delle membrane cloroplastiche nel citoplasma.

Lo stroma di cloroplasti è il fluido circondato da due membrane del cloroplasto. I thylakoid, il DNA del cloroplasto, i ribosomi, i granuli di amido e molte proteine ​​galleggiano nello stroma. I ribosomi nei cloroplasti sono 70S e responsabili della traduzione delle proteine ​​codificate dal DNA del cloroplasto. Il DNA del cloroplasto è indicato come ctDNA o cpDNA. È un singolo DNA circolare situato nel nucleoide nel cloroplasto. La dimensione del DNA del cloroplasto è di circa 120-170 kb, contenente 4-150 geni e ripetizioni invertite. Il DNA del cloroplasto viene replicato attraverso l'unità a doppio spostamento (anello a D). La maggior parte del DNA del cloroplasto si trasferisce nel genoma ospite mediante il trasferimento del gene endosimbbiotico. Un peptide di transito clivabile viene aggiunto all'N-terminale alle proteine ​​tradotte nel citoplasma come sistema di puntamento per il cloroplasto.  

tilacoidi

Il sistema thylakoid è composto da thylakoids, che è una collezione di sacchi membranosi altamente dinamici. I thylakoid consistono in clorofilla un, un pigmento blu-verde che è responsabile della reazione alla luce nella fotosintesi. Oltre alle clorofille, nelle piante possono essere presenti due tipi di pigmenti fotosintetici: carotenoidi di colore giallo-arancio e ficobiline di colore rosso. I grana sono gli stack formati dalla disposizione dei thylakoidi insieme. Diversi grana sono interconnessi dai thylakoidi stromali. Cloroplasti di c₄ le piante e alcune alghe sono costituite da cloroplasti liberamente fluttuanti.

Funzione

I cloroplasti si possono trovare nelle foglie, nei cactus e nei gambi delle piante. Una cellula vegetale costituita da clorofilla viene chiamata clorenchima. I cloroplasti possono cambiare il loro orientamento a seconda della disponibilità di luce solare. I cloroplasti sono in grado di produrre glucosio usando CO₂ e H₂O con l'aiuto dell'energia luminosa in un processo chiamato fotosintesi. La fotosintesi procede attraverso due fasi: reazione alla luce e reazione al buio.

Light Reaction

La reazione leggera si verifica nella membrana tilacoide. Durante la reazione leggera, l'ossigeno viene prodotto dalla scissione dell'acqua. L'energia luminosa viene anche memorizzata in NADPH e ATP dal NADP⁺ riduzione e fotofosforilazione, rispettivamente. Pertanto, i due vettori energetici per la reazione al buio sono ATP e NADPH. Un diagramma dettagliato della reazione alla luce è mostrato in figura 2.

Figura 2: reazione leggera

Dark Reaction

La reazione oscura è anche chiamata il ciclo di Calvin. Si verifica nello stroma di cloroplasti. Il ciclo di Calvin procede attraverso tre fasi: fissazione del carbonio, riduzione e rigenerazione della ribulosio. Il prodotto finale del ciclo di Calvin è gliceraldeide-3-fosfato, che può essere raddoppiato per formare glucosio o fruttosio.

Figura 3: Ciclo Calvin

 I cloroplasti sono anche in grado di produrre da soli tutti gli amminoacidi e le basi azotate della cellula. Ciò elimina il requisito di esportarli dal citosol. I cloroplasti partecipano anche alla risposta immunitaria della pianta per la difesa contro i patogeni.

Cosa sono i mitocondri

Un mitocondrio è un organello legato alla membrana presente in tutte le cellule eucariotiche. La fonte di energia chimica della cellula, che è l'ATP, è generata nei mitocondri. I mitocondri contengono anche il loro DNA all'interno dell'organello.

Struttura

Un mitocondrio è una struttura simile a un fagiolo con 0,75 a 3 μm nel suo diametro. Il numero di mitocondri presenti in una particolare cellula dipende dal tipo di cellula, tessuto e organismo. Cinque componenti distinti possono essere identificati nella struttura mitocondriale. La struttura di un mitocondrio è mostrata in figura 4.

Figura 4: Mitocondrio

Un mitocondrio consiste di due membrane: la membrana interna e quella esterna.

Membrana mitocondriale esterna

La membrana mitocondriale esterna contiene un gran numero di proteine ​​integrali di membrana chiamate porine. Translocase è una proteina di membrana esterna. La sequenza del segnale N-terminale legata al trasloco di grandi proteine ​​consente alla proteina di entrare nei mitocondri. L'associazione della membrana esterna mitocondriale con reticolo endoplasmatico forma una struttura chiamata MAM (membrana ER associata a mitocondrio). Il MAM consente il trasporto di lipidi tra i mitocondri e l'ER attraverso la segnalazione del calcio.

Membrana mitocondriale interna

La membrana mitocondriale interna consiste di oltre 151 diversi tipi di proteine, che funzionano in molti modi. Manca di porzioni; il tipo di traslocasi nella membrana interna è chiamato come complesso TIC. Lo spazio intermembranico è situato tra le membrane mitocondriali interne ed esterne.

Lo spazio racchiuso dalle due membrane mitocondriali è chiamato matrice. DNA mitocondriale e ribosomi con numerosi enzimi sono sospesi nella matrice. Il DNA mitocondriale è una molecola circolare. La dimensione del DNA è di circa 16 kb, che codifica per 37 geni. I mitocondri possono contenere 2-10 copie del suo DNA nell'organello. La membrana mitocondriale interna forma pieghe nella matrice, che sono chiamate creste. Le creste aumentano la superficie della membrana interna.

Funzione

I mitocondri producono energia chimica sotto forma di ATP da utilizzare nelle funzioni cellulari nel processo chiamato respirazione. Le reazioni coinvolte nella respirazione sono chiamate collettivamente ciclo di acido citrico o ciclo di Krebs. Il ciclo dell'acido citrico si verifica nella membrana interna dei mitocondri. Ossida il piruvato e l'NADH prodotto nel citosol dal glucosio con l'aiuto dell'ossigeno.

Figura 5: Ciclo acido citrico

NADH e FADH₂ sono i portatori di energia redox generata nel ciclo dell'acido citrico. NADH e FADH₂ trasferisci la loro energia a O₂ passando attraverso la catena di trasporto degli elettroni. Questo processo è chiamato fosforilazione ossidativa. I protoni rilasciati dalla fosforilazione ossidativa sono utilizzati da ATP sintasi per produrre ATP da ADP. Viene mostrato un diagramma della catena di trasporto degli elettroni figura 6. Gli ATP prodotti passano attraverso la membrana usando porzioni. 

Figura 6: catena di trasporto degli elettroni

Funzioni della membrana interna mitocondriale

• Esecuzione della fosforilazione ossidativa
• Sintesi di ATP
• Tenere le proteine ​​di trasporto per regolare il passaggio delle sostanze
• Tenendo il complesso TIC da trasportare
• Coinvolgere nella fissione mitocondriale e nella fusione

Altre funzioni dei mitocondri

• Regolazione del metabolismo nella cellula
• Sintesi di steroidi
• Conservazione del calcio per la trasduzione del segnale nella cellula
• Regolazione del potenziale di membrana
• Specie reattive dell'ossigeno utilizzate nella segnalazione
• Sintesi di porfirina nella via di sintesi dell'eme
• Segnalazione ormonale
• Regolazione dell'apoptosi

Differenza tra cloroplasti e mitocondri

Tipo di cella

Chloroplast: I cloroplasti si trovano nelle cellule vegetali e algali.

Mitocondri: I mitocondri si trovano in tutte le cellule eucariotiche aerobiche.

Colore

Chloroplast: I cloroplasti sono di colore verde.

Mitocondri: I mitocondri sono solitamente incolori.

Forma

Chloroplast: I cloroplasti hanno una forma simile a un disco.

Mitocondri: I mitocondri sono di forma simile a un fagiolo.

Membrana interna

Chloroplast: Le pieghe nella membrana interna formano gli stromuli.

Mitocondri: Le piegature nella membrana interna formano creste.

Grana

cloroplasto: I thylakoid formano pile di dischi chiamati grana.

Mitocondri: Le creste non formano la grana.

compartimenti

Chloroplast: Due compartimenti possono essere identificati: thylakoids e stroma.

Mitocondri: Si possono trovare due scomparti: creste e la matrice.

pigmenti

Chloroplast: Clorofilla e carotenoidi sono presenti come pigmenti fotosintetici nella membrana tilacoide.

Mitocondri: Nessun pigmento può essere trovato nei mitocondri.

Conversione di energia

Chloroplast: Il cloroplasto immagazzina l'energia solare nei legami chimici del glucosio.

Mitocondri: I mitocondri convertono lo zucchero in energia chimica che è l'ATP.

Materie prime e prodotti finali

Chloroplast: I cloroplasti usano CO₂ e H₂O per accumulare glucosio.

Mitocondri: I mitocondri analizzano il glucosio in CO₂ e H₂O.

Ossigeno

Chloroplast: I cloroplasti liberano ossigeno.

Mitocondri: I mitocondri consumano ossigeno.

Processi

Chloroplast: La fotosintesi e la fotorespirazione si verificano nel cloroplasto.

Mitocondri: I mitocondri sono un sito di catena di trasporto degli elettroni, fosforilazione ossidativa, beta ossidazione e fotorespirazione.

Conclusione

Cloroplasti e mitocondri sono entrambi organelli legati alla membrana che sono coinvolti nella conversione di energia. Il cloroplasto immagazzina energia luminosa nei legami chimici del glucosio nel processo chiamato fotosintesi. I mitocondri convertono l'energia luminosa immagazzinata nel glucosio in energia chimica, sotto forma di ATP che può essere utilizzata nei processi cellulari. Questo processo è indicato come respirazione cellulare. Entrambi gli organelli utilizzano CO₂ e O₂ nei loro processi. Sia i cloroplasti che i mitocondri coinvolgono la differenziazione cellulare, la segnalazione e la morte cellulare oltre alla loro funzione principale. Inoltre, controllano la crescita cellulare e il ciclo cellulare. Entrambi gli organelli sono considerati originati dall'endosimbiosi. Contengono il loro DNA. Ma la principale differenza tra cloroplasti e mitocondri è la loro funzione nella cellula.

Riferimento:
1. "Cloroplasto". Wikipedia, l'enciclopedia libera, 2017. Accesso 02 febbraio 2017
2. "Mitocondrio". Wikipedia, l'enciclopedia libera, 2017. Accesso 02 febbraio 2017

Cortesia dell'immagine:
1. "Struttura cloroplastica" di Kelvinsong - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "La membrana thylakoid 3" di Somepics - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3. ": Calvin-cycle4" di Mike Jones - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "Struttura dei mitocondri" di Kelvinsong; modificato da Sowlos - Opera propria basata su: Mitochondrion mini.svg, CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
5. "Ciclo acido citrico noi" di Narayanese (parlare) - Versione modificata di Immagine: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikipedia
6. "Catena di trasporto degli elettroni" di T-Fork - (Dominio pubblico) via Commons Wikimedia