Differenza chiave - Catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri rispetto ai cloroplasti
La respirazione cellulare e la fotosintesi sono due processi estremamente importanti che assistono gli organismi viventi nella biosfera. Entrambi i processi comportano il trasporto di elettroni che creano un gradiente elettronico. Ciò causa la formazione di un gradiente protonico mediante il quale l'energia viene utilizzata per sintetizzare l'ATP con l'assistenza dell'enzima ATP sintasi. La catena di trasporto degli elettroni (ETC), che ha luogo nei mitocondri, è chiamata "fosforilazione ossidativa", poiché il processo utilizza l'energia chimica delle reazioni redox. Al contrario, nel cloroplasto questo processo è chiamato "foto-fosforilazione" poiché utilizza l'energia della luce. Questa è la differenza chiave tra Electron Transport Chain (ETC) nei mitocondri e cloroplasto.
CONTENUTI
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 nei cloroplasti
5. Confronto affiancato - Catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri e cloroplasti in forma tabulare
6. Riepilogo
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 provoca la sintesi di ATP. È nota 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 proteine diverse e molecole organiche che includono diversi complessi, vale a dire complessi 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 più bassi. Il gradiente di elettroni creato durante questo movimento deriva energia che viene utilizzata nel pompare ioni H + attraverso la membrana interna dalla matrice nello spazio intermembrana. Questo crea un gradiente protonico. Gli elettroni che entrano nella catena di trasporto degli elettroni derivano da FADH2 e NADH. Questi sono sintetizzati durante le fasi respiratorie cellulari precedenti 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 degli elettroni attraverso il complesso III, più ioni H + vengono inviati attraverso la membrana interna allo spazio intermembrana. Un altro vettore di elettroni mobile noto come Citocromo C riceve gli elettroni che vengono poi passati nel complesso IV. Ciò causa il trasferimento finale degli ioni H + nello spazio intermembrana. Gli elettroni vengono infine accettati dall'ossigeno che viene poi utilizzato per formare l'acqua. Il gradiente di forza motrice del protone è diretto verso il complesso finale che è l'ATP sintetasi 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 di alta energia che quindi fluisce in un modello unidirezionale verso un accettore di elettroni di energia inferiore. Il movimento degli elettroni dal donatore all'accettore è indicato come catena di trasporto degli elettroni. La fotofosforilazione può essere di due vie; fotofosforilazione ciclica e fotofosforilazione non ciclica.
Figura 02: catena di trasporto degli elettroni in cloroplasto
La fotofosforilazione ciclica si verifica fondamentalmente sulla membrana tilacoide dove il flusso di elettroni è avviato da un complesso di pigmenti noto come fotosistema I. Quando la luce solare cade sul fotosistema; le molecole che assorbono la luce cattureranno la luce e la trasmetteranno a una speciale molecola di clorofilla nel fotosistema. Questo porta all'eccitazione e alla fine al rilascio di un elettrone ad alta energia. Questa energia viene trasmessa da un accettore di elettroni al successivo accettore di elettroni 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 utilizzato nella produzione di ATP. L'ATP sintasi viene utilizzato come enzima durante questo processo. La fotofosforilazione ciclica non produce ossigeno o NADPH.
Nella fotofosforilazione non ciclica, si verifica il coinvolgimento di due fotosistemi. Inizialmente, una molecola d'acqua viene lizzata per produrre 2H + + 1 / 2O 2 + 2e -. Il fotosistema II mantiene i due elettroni. I pigmenti clorofilliani presenti nel fotosistema assorbono l'energia luminosa sotto forma di fotoni e la trasferiscono a una molecola centrale. Due elettroni vengono potenziati dal fotosistema che è accettato dall'accettore di elettroni primario. A differenza del percorso ciclico, i due elettroni non torneranno al fotosistema. Il deficit di elettroni nel fotosistema sarà fornito dalla lisi di un'altra molecola d'acqua. Gli elettroni del fotosistema II verranno trasferiti al fotosistema I dove avrà luogo un processo simile. Il flusso di elettroni da un accettore al successivo creerà un gradiente elettronico che è una forza motrice protonica che viene utilizzata per sintetizzare l'ATP.
Quali sono le somiglianze tra ETC nei mitocondri e nei cloroplasti?
- L'ATP sintasi è utilizzato in ETC sia dai mitocondri che dai cloroplasti.
- 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?
Articolo diff. Al centro prima della tabella
ETC nei mitocondri vs ETC nei cloroplasti |
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| La catena di trasporto degli elettroni che si trova 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 nel cloroplasto. |
| Tipo di fosforilazione | |
| La fosforilazione ossidativa si verifica nell'ETC dei mitocondri. | La foto-fosforilazione si verifica nell'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 l'energia luminosa. |
| Posizione | |
| L'ETC nei mitocondri si svolge nelle creste dei mitocondri. | L'ETC nei cloroplasti avviene nella membrana tilacoide del cloroplasto. |
| Coenzima | |
| NAD e FAD coinvolgono l'ETC dei mitocondri. | NADP coinvolge l'ETC dei cloroplasti. |
| Gradiente protonico | |
| Il gradiente protonico agisce dallo spazio intermembrana fino alla matrice durante l'ETC dei mitocondri. | Il gradiente protonico agisce dallo spazio tilacoide allo stroma del cloroplasto durante l'ETC dei cloroplasti. |
| Accettore finale di elettroni | |
| L'ossigeno è l'ultimo accettore di elettroni di ETC nei mitocondri. | La clorofilla nella fotofosforilazione ciclica e NADPH + nella fotofosforilazione non ciclica sono gli accettori di elettroni finali in ETC nei cloroplasti. |
Riepilogo - Catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri rispetto ai cloroplasti
La catena di trasporto degli elettroni che si trova nella membrana tilacoide del cloroplasto è nota come foto-fosforilazione poiché l'energia della luce viene utilizzata per guidare il processo. Nei mitocondri, la catena di trasporto degli elettroni è nota come fosforilazione ossidativa in cui gli elettroni di NADH e FADH2 derivati dalla glicolisi e dal ciclo TCA vengono convertiti in ATP attraverso un gradiente protonico. Questa è la differenza fondamentale tra ETC nei mitocondri e ETC nei cloroplasti. Entrambi i processi utilizzano ATP sintasi durante la sintesi di ATP.
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