Key Difference – Elektrontransportkedja i mitokondrier vs kloroplaster
Cellulär andning och fotosyntes är två extremt viktiga processer som hjälper levande organismer i biosfären. Båda processerna involverar transport av elektroner som skapar en elektrongradient. Detta orsakar bildandet av en protongradient genom vilken energi används för att syntetisera ATP med hjälp av enzymet ATP-syntas. Elektrontransportkedjan (ETC), som äger rum i mitokondrierna kallas "oxidativ fosforylering", eftersom processen använder kemisk energi från redoxreaktioner. Däremot kallas denna process i kloroplasten "fotofosforylering" eftersom den använder ljusenergi. Detta är den viktigaste skillnaden mellan Electron Transport Chain (ETC) i mitokondrier och kloroplast.
Vad är Electron Transport Chain i mitokondrier?
Elektrontransportkedjan som sker i mitokondriernas inre membran kallas oxidativ fosforylering där elektronerna transporteras över mitokondriernas inre membran med inblandning av olika komplex. Detta skapar en protongradient som orsakar syntesen av ATP. Det är känt som oxidativ fosforylering på grund av energikällan: det är redoxreaktionerna som driver elektrontransportkedjan.
Elektrontransportkedjan består av många olika proteiner och organiska molekyler som inkluderar olika komplex, nämligen komplex I, II, III, IV och ATP-syntaskomplex. Under rörelsen av elektroner genom elektrontransportkedjan rör sig de från högre energinivåer till lägre energinivåer. Elektrongradienten som skapas under denna rörelse härleder energi som används för att pumpa H+ joner över det inre membranet från matrisen in i intermembranutrymmet. Detta skapar en protongradient. Elektroner som kommer in i elektrontransportkedjan härleds från FADH2 och NADH. Dessa syntetiseras under tidigare cellulära andningsstadier som inkluderar glykolys och TCA-cykel.
Figur 01: Elektrontransportkedja i mitokondrier
Komplex I, II och IV betraktas som protonpumpar. Båda komplexen I och II överför tillsammans elektroner till en elektronbärare känd som Ubiquinone som överför elektronerna till komplex III. Under rörelsen av elektroner genom komplex III levereras fler H+ joner över det inre membranet till intermembranutrymmet. En annan mobil elektronbärare känd som Cytokrom C tar emot elektronerna som sedan leds in i komplex IV. Detta orsakar den slutliga överföringen av H+ joner till intermembranutrymmet. Elektroner accepteras slutligen av syre som sedan används för att bilda vatten. Protonens drivkraftsgradient är riktad mot det slutliga komplexet som är ATP-syntas som syntetiserar ATP.
Vad är elektrontransportkedja i kloroplaster?
Elektrontransportkedja som äger rum inuti kloroplasten är allmänt känd som fotofosforylering. Eftersom energikällan är solljus, är fosforyleringen av ADP till ATP känd som fotofosforylering. I denna process används ljusenergi för att skapa en donatorelektron med hög energi som sedan strömmar i ett enkelriktat mönster till en elektronacceptor med lägre energi. Elektronernas rörelse från donatorn till acceptorn kallas elektrontransportkedja. Fotofosforylering kan vara av två vägar; cyklisk fotofosforylering och icke-cyklisk fotofosforylering.
Figur 02: Elektrontransportkedja i kloroplast
Cyklisk fotofosforylering sker i grunden på tylakoidmembranet där flödet av elektroner initieras från ett pigmentkomplex som kallas fotosystem I. När solljus faller på fotosystemet; ljusabsorberande molekyler kommer att fånga ljuset och skicka det till en speciell klorofyllmolekyl i fotosystemet. Detta leder till excitation och så småningom frisättning av en högenergielektron. Denna energi överförs från en elektronacceptor till nästa elektronacceptor i en elektrongradient som slutligen accepteras av en elektronacceptor med lägre energi. Elektronernas rörelse inducerar en protonmotorkraft som involverar pumpning av H+ joner över membranen. Detta används vid produktion av ATP. ATP-syntas används som enzym under denna process. Cyklisk fotofosforylering producerar inte syre eller NADPH.
I icke-cyklisk fotofosforylering sker inblandning av två fotosystem. Initi alt lyseras en vattenmolekyl för att producera 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotosystem II behåller de två elektronerna. Klorofyllpigmenten som finns i fotosystemet absorberar ljusenergi i form av fotoner och överför den till en kärnmolekyl. Två elektroner förstärks från fotosystemet som accepteras av den primära elektronacceptorn. Till skillnad från cyklisk väg kommer de två elektronerna inte att återvända till fotosystemet. Underskottet av elektroner i fotosystemet kommer att tillhandahållas genom lysering av en annan vattenmolekyl. Elektronerna från fotosystem II kommer att överföras till fotosystem I där en liknande process kommer att äga rum. Flödet av elektroner från en acceptor till nästa kommer att skapa en elektrongradient som är en protondrivkraft som används för att syntetisera ATP.
Vilka är likheterna mellan ETC i mitokondrier och kloroplaster?
- ATP-syntas används i ETC av både mitokondrier och kloroplast.
- I båda syntetiseras 3 ATP-molekyler av 2 protoner.
Vad är skillnaden mellan elektrontransportkedjan i mitokondrier och kloroplaster?
ETC i mitokondrier vs ETC i kloroplaster |
|
| Elektrontransportkedjan som förekommer i mitokondriernas inre membran är känd som oxidativ fosforylering eller elektrontransportkedja i mitokondrier. | Elektrontransportkedja som äger rum inuti kloroplasten kallas fotofosforylering eller elektrontransportkedjan i kloroplast. |
| Typ av fosforylering | |
| Oxidativ fosforylering sker i ETC av mitokondrier. | Fotofosforylering sker i ETC av kloroplaster. |
| Energikälla | |
| Energikällan för ETP i mitokondrier är den kemiska energin som härrör från redoxreaktioner. | ETC i kloroplaster använder ljusenergi. |
| Location | |
| ETC i mitokondrier äger rum i mitokondriernas kristae. | ETC i kloroplaster äger rum i kloroplastens tylakoidmembran. |
| Co-enzym | |
| NAD och FAD involverar i ETC av mitokondrier. | NADP involverar i ETC av kloroplaster. |
| Protongradient | |
| Protongradient verkar från intermembranutrymmet upp till matrisen under mitokondriernas ETC. | Protongradienten verkar från tylakoidrymden till kloroplastens stroma under kloroplasternas ETC. |
| Slutlig elektronacceptor | |
| Syre är den slutliga elektronacceptorn för ETC i mitokondrier. | Klorofyll vid cyklisk fotofosforylering och NADPH+ vid icke-cyklisk fotofosforylering är de slutliga elektronacceptorerna i ETC i kloroplaster. |
Sammanfattning – Elektrontransportkedja i mitokondrier vs kloroplaster
Elektrontransportkedja som förekommer i kloroplastens tylakoidmembran är känd som fotofosforylering eftersom ljusenergi används för att driva processen. I mitokondrierna är elektrontransportkedjan känd som oxidativ fosforylering där elektroner från NADH och FADH2 som härrör från glykolys och TCA-cykel omvandlas till ATP genom en protongradient. Detta är nyckelskillnaden mellan ETC i mitokondrier och ETC i kloroplaster. Båda processerna använder ATP-syntas under syntesen av ATP.
Ladda ned PDF-versionen av Electron Transport Chain in Mitochondria vs Chloroplasts
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan ETC i mitokondrier och kloroplast
