Den viktigaste skillnaden mellan kemiosmos i mitokondrier och kloroplast är att i mitokondriell kemiosmos är energikällan matmolekyler, medan energikällan för kemiosmos i kloroplast tas emot av en ljuskälla.
Kemiosmos är rörelsen av joner från en sida av ett biologiskt semipermeabelt membran till en annan över en elektrokemisk gradient. Gradienten låter jonerna passera passivt med hjälp av proteiner inbäddade i membranet. Detta hjälper joner att flytta från ett område med högre koncentration till ett område med lägre koncentration. Denna process liknar osmos, men den innebär att joner rör sig över membranen genom en gradient.
Vad är kemiosmos i mitokondrier?
Kemiosmos i mitokondrier är pumpning av protoner genom speciella kanaler i mitokondriernas membran från det inre membranet till det yttre membranet. Under denna process donerar elektronbärarna, NADH och FADH, elektroner till elektrontransportkedjan. Dessa elektroner gör konformationsförändringar i proteinerna för att de ska pumpa H+-joner över ett selektivt permeabelt membran. Ojämn fördelning av H+-joner över membranet orsakar en skillnad i koncentration och elektrokemisk gradient. Därför rör sig positivt laddade vätejoner och aggregerar på ena sidan av membranet. Många joner rör sig genom de opolära områdena av fosfolipidmembran med hjälp av jonkanaler. Detta gör att vätejonerna i matrisen passerar genom det inre mitokondriella membranet med hjälp av ett membranprotein som kallas ATP-syntas. Detta protein utnyttjar den potentiella energin i vätejongradienten för att lägga till ett fosfat till ADP, vilket bildar ATP.
Figur 01: Kemiosmos i mitokondrier
Kemiosmos genererar majoriteten av ATP under aerob glukoskatabolism. Produktionen av ATP i mitokondrier med hjälp av kemiosmos är känd som oxidativ fosforylering. I slutet av denna process hjälper elektroner till att reducera syremolekyler till syrejoner. Extra elektroner på syret interagerar med H+-joner för att bilda vatten.
Vad är kemiosmos i kloroplast?
Kemiosmos i kloroplaster är förflyttning av protoner för produktion av ATP i växter. I kloroplast sker kemiosmos i tylakoiden. Thylakoid skördar ljus och fungerar som platsen för ljusreaktioner under fotosyntesen. Ljusreaktionerna genererar ATP genom kemiosmos. Antennkomplexet i fotosystem II tar emot fotonerna i solljus. Detta exciterar elektroner till en högre energinivå. Elektroner transporteras sedan ner genom elektrontransportkedjan och pumpar protoner aktivt över tylakoidmembranet in i tylakoidens lumen.
Figur 02: Kemiosmos i kloroplast
Med hjälp av ett enzym ATP-syntas strömmar protoner nedför en elektrokemisk gradient. Detta genererar ATP genom fosforylering av ADP till ATP. Dessa elektroner från den första ljusreaktionen når fotosystem I och når sedan en högre energinivå av ljusenergi och tas emot av en elektronacceptor. Detta reducerar NADP+ till NADPH. Oxidation av vatten, som splittras i protoner och syre, ersätter de elektroner som går förlorade från fotosystem II. För att generera en syremolekyl absorberar fotosystem I och II minst tio fotoner. Här rör sig fyra elektroner genom fotosystemen och genererar två NAPDH-molekyler.
Vilka är likheterna skillnaden mellan kemiosmos i mitokondrier och kloroplast?
- Kemiosmos i mitokondrier och kloroplast har samma teori – att flytta joner över ett semipermeabelt membran nedför en elektrokemisk gradient.
- Båda använder höga energikällor för kemiosmosprocessen.
- Vätejoner eller -protoner diffunderar genom membranen.
- Båda genererar ATP.
- Dessutom använder båda membranproteiner och enzymet ATP-syntas.
Vad är skillnaden mellan kemiosmos i mitokondrier och kloroplast?
Vid mitokondriell kemiosmos är energikällan matmolekyler, medan energikällan för kemiosmos i kloroplasten är solljuset. Detta är alltså nyckelskillnaden mellan kemiosmos i mitokondrier och kloroplast. Dessutom, i mitokondrier, sker kemiosmos över det inre mitokondriella membranet, medan kemiosmos i kloroplasten äger rum i tylakoidlumen. I mitokondrier genereras ATP i mitokondriernas matris, medan i kloroplast genereras ATP utanför tylakoiden.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan kemiosmos i mitokondrier och kloroplast i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Kemiosmos i mitokondrier vs kloroplast
Kemiosmos är rörelsen av joner från en sida av det biologiska semipermeabla membranet till en annan över en elektrokemisk gradient. Kemiosmos i mitokondrier är pumpning av protoner genom speciella kanaler i mitokondriernas membran från det inre membranet till det yttre membranet. Kemiosmos i kloroplaster är förflyttning av protoner för produktion av ATP i växter. I kloroplasten sker kemiosmos i tylakoiden. Båda processerna involverar generering av ATP med hjälp av energi. I mitokondrierna är energikällan från redoxreaktion under metabolism av livsmedelsmolekyler, medan i kloroplast är energikällan ljus. Så detta sammanfattar skillnaden mellan kemiosmos i mitokondrier och kloroplast.
