Nyckelskillnad – Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering
Adenosintrifosfat (ATP) är en viktig faktor för levande organismers överlevnad och funktion. ATP är känd som livets universella energivaluta. Produktion av ATP inom det levande systemet sker på många sätt. Oxidativ fosforylering och fotofosforylering är två huvudmekanismer som producerar det mesta av cellulär ATP i ett levande system. Oxidativ fosforylering använder molekylärt syre under syntesen av ATP, och det sker nära membranen i mitokondrierna medan fotofosforylering använder solljus som energikälla för produktion av ATP, och det äger rum i kloroplastens tylakoidmembran. Den viktigaste skillnaden mellan oxidativ fosforylering och fotofosforylering är att ATP-produktion drivs av elektronöverföring till syre vid oxidativ fosforylering medan solljus driver ATP-produktion vid fotofosforylering.
Vad är oxidativ fosforylering?
Oxidativ fosforylering är den metaboliska vägen som producerar ATP med hjälp av enzymer med närvaro av syre. Det är det sista stadiet av cellandningen av aeroba organismer. Det finns två huvudprocesser för oxidativ fosforylering; elektrontransportkedja och kemiosmos. I elektrontransportkedjan underlättar det redoxreaktioner som involverar många redoxmellanprodukter för att driva rörelsen av elektroner från elektrondonatorer till elektronacceptorer. Energin som härrör från dessa redoxreaktioner används för att producera ATP i kemiosmos. I samband med eukaryoter utförs oxidativ fosforylering i olika proteinkomplex inom mitokondriernas inre membran. I samband med prokaryoter finns dessa enzymer i cellens intermembranutrymme.
Proteinerna som är involverade i oxidativ fosforylering är kopplade till varandra. I eukaryoter används fem huvudsakliga proteinkomplex under elektrontransportkedjan. Den slutliga elektronacceptorn för den oxidativa fosforyleringen är syre. Den tar emot en elektron och reducerar för att bilda vatten. Därför bör syre finnas närvarande för att producera ATP genom oxidativ fosforylering.
Figur 01: Oxidativ fosforylering
Den energi som frigörs under flödet av elektroner genom kedjan används för att transportera protoner över mitokondriernas inre membran. Denna potentiella energi riktas till det slutliga proteinkomplexet som är ATP-syntas för att producera ATP. ATP-produktion sker i ATP-syntaskomplexet. Det katalyserar tillsatsen av fosfatgrupp till ADP och underlättar bildningen av ATP. ATP-produktion med hjälp av energin som frigörs under elektronöverföringen kallas kemiosmos.
Vad är fotofosforylering?
I fotosyntessammanhang kallas processen som fosforylerar ADP till ATP med hjälp av solljussenergi som fotofosforylering. I denna process aktiverar solljus olika klorofyllmolekyler för att skapa en elektrondonator med hög energi som skulle accepteras av en lågenergielektronacceptor. Därför involverar ljusenergi skapandet av både högenergielektrondonator och en lågenergielektronacceptor. Som ett resultat av en skapad energigradient kommer elektronerna att flytta från donator till acceptor på cykliskt och icke-cykliskt sätt. Elektronernas rörelse sker genom elektrontransportkedjan.
Fotofosforylering kan kategoriseras i två grupper; cyklisk fotofosforylering och icke-cyklisk fotofosforylering. Cyklisk fotofosforylering sker på en speciell plats av kloroplasten som kallas tylakoidmembranet. Cyklisk fotofosforylering producerar inte syre och NADPH. Denna cykliska väg initierar flödet av elektroner till ett klorofyllpigmentkomplex som kallas fotosystem I. Från fotosystem I förstärks högenergielektroner. På grund av elektronens instabilitet kommer den att accepteras av en elektronacceptor som har lägre energinivåer. När de väl har initierats kommer elektronerna att flytta från en elektronacceptor till nästa i en kedja medan de pumpar H+-joner över membranet som producerar en protonmotorkraft. Denna protondrivkraft leder till utvecklingen av en energigradient som används vid produktionen av ATP från ADP med hjälp av enzymet ATP-syntas under processen.
Figur 02: Fotofosforylering
I icke-cyklisk fotofosforylering involverar det två klorofylpigmentkomplex (fotosystem I och fotosystem II). Detta sker i stroma. I denna väg fotolys av vatten sker en molekyl i fotosystemet II som håller kvar två elektroner som härrör från fotolysreaktionen i fotosystemet initi alt. Ljusenergi innebär excitation av en elektron från fotosystem II som genomgår kedjereaktion och slutligen överförs till en kärnmolekyl som finns i fotosystem II. Elektronen kommer att flytta från en elektronacceptor till nästa i en gradient av energi som slutligen kommer att accepteras av en syremolekyl. Här i denna väg produceras både syre och NADPH.
Vilka är likheterna mellan oxidativ fosforylering och fotofosforylering?
- Båda processerna är viktiga för energiöverföring inom det levande systemet.
- Båda involverade i utnyttjandet av redoxmellanprodukter.
- I båda processerna leder produktionen av en protondrivkraft till överföring av H+ joner över membranet.
- Energigradienten som skapas av båda processerna används för att producera ATP från ADP.
- Båda processerna använder ATP-syntasenzym för att göra ATP.
Vad är skillnaden mellan oxidativ fosforylering och fotofosforylering?
Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering |
|
| Oxidativ fosforylering är den process som producerar ATP med hjälp av enzymer och syre. Det är det sista stadiet av aerob andning. | Fotofosforylering är processen för ATP-produktion med solljus under fotosyntesen. |
| Energikälla | |
| Molekylärt syre och glukos är energikällorna för oxidativ fosforylering. | Solljus är energikällan för fotofosforylering. |
| Location | |
| Oxidativ fosforylering sker i mitokondrier | Fotofosforylering sker i kloroplast |
| Förekomst | |
| Oxidativ fosforylering sker under cellandning. | Fotofosforylering sker under fotosyntes. |
| Final Electron Acceptor | |
| Syre är den slutliga elektronacceptorn för oxidativ fosforylering. | NADP+ är den slutliga elektronacceptorn för fotofosforylering. |
Sammanfattning – Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering
Produktion av ATP inom det levande systemet sker på många sätt. Oxidativ fosforylering och fotofosforylering är två huvudmekanismer som producerar det mesta av cellulär ATP. Hos eukaryoter utförs oxidativ fosforylering i olika proteinkomplex inom mitokondriernas inre membran. Det involverar många redoxintermediärer för att driva rörelsen av elektroner från elektrondonatorer till elektronacceptorer. Äntligen används energin som frigörs under elektronöverföringen för att producera ATP av ATP-syntas. Processen som fosforylerar ADP till ATP med hjälp av solljusenergin kallas fotofosforylering. Det händer under fotosyntesen. Fotofosforylering sker via två huvudsakliga sätt; cyklisk fotofosforylering och icke-cyklisk fotofosforylering. Oxidativ fosforylering sker i mitokondrier och fotofosforylering sker i kloroplaster. Detta är skillnaden mellan oxidativ fosforylering och fotofosforylering.
Ladda ned PDF:en Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan oxidativ fotofosforylering och fotofosforylering
