Differenza chiave: fosforilazione ossidativa vs fotofosforilazione
L'adenosina trifosfato (ATP) è un fattore importante per la sopravvivenza e la funzione degli organismi viventi. L'ATP è noto come la valuta energetica universale della vita. La produzione di ATP all'interno del sistema vivente avviene in molti modi. La fosforilazione ossidativa e la fotofosforilazione sono due meccanismi principali che producono la maggior parte dell'ATP cellulare all'interno di un sistema vivente. La fosforilazione ossidativa utilizza l'ossigeno molecolare durante la sintesi dell'ATP e avviene vicino alle membrane dei mitocondri mentre la fotofosforilazione utilizza la luce solare come fonte di energia per la produzione di ATP e avviene nella membrana tilacoide del cloroplasto. Il differenza fondamentale tra fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione è quello la produzione di ATP è guidata dal trasferimento di elettroni all'ossigeno nella fosforilazione ossidativa mentre la luce solare guida la produzione di ATP nella fotofosforilazione.
CONTENUTI
1. Panoramica e differenza chiave
2. Che cos'è la fosforilazione ossidativa
3. Che cos'è la fotofosforilazione
4. Somiglianze tra fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione
5. Confronto fianco a fianco - Fosforilazione ossidativa vs fotofosforilazione in forma tabulare
6. Riepilogo
Cos'è la fosforilazione ossidativa?
La fosforilazione ossidativa è la via metabolica che produce ATP utilizzando enzimi con presenza di ossigeno. È lo stadio finale della respirazione cellulare degli organismi aerobici. Esistono due processi principali di fosforilazione ossidativa; catena di trasporto degli elettroni e chemiosmosi. Nella catena di trasporto degli elettroni, facilita le reazioni redox che coinvolgono molti intermedi redox per guidare il movimento degli elettroni dai donatori di elettroni agli accettori di elettroni. L'energia derivata da queste reazioni redox viene utilizzata per produrre ATP nella chemiosmosi. Nel contesto degli eucarioti, la fosforilazione ossidativa viene effettuata in diversi complessi proteici all'interno della membrana interna dei mitocondri. Nel contesto dei procarioti, questi enzimi sono presenti nello spazio intermembrana della cellula.
Le proteine coinvolte nella fosforilazione ossidativa sono collegate tra loro. Negli eucarioti, cinque complessi proteici principali vengono utilizzati durante la catena di trasporto degli elettroni. L'accettore finale di elettroni della fosforilazione ossidativa è l'ossigeno. Accetta un elettrone e si riduce per formare acqua. Quindi, l'ossigeno dovrebbe essere presente per produrre ATP dalla fosforilazione ossidativa.
Figura 01: fosforilazione ossidativa
L'energia che viene rilasciata durante il flusso di elettroni attraverso la catena viene utilizzata nel trasporto dei protoni attraverso la membrana interna dei mitocondri. Questa energia potenziale è diretta al complesso proteico finale che è l'ATP sintasi per produrre ATP. La produzione di ATP si verifica nel complesso ATP sintasi. Catalizza l'aggiunta del gruppo fosfato all'ADP e facilita la formazione di ATP. La produzione di ATP utilizzando l'energia rilasciata durante il trasferimento di elettroni è nota come chemiosmosi.
Cos'è la fotofosforilazione?
Nel contesto della fotosintesi, il processo che fosforila l'ADP in ATP utilizzando l'energia della luce solare è indicato come fotofosforilazione. In questo processo, la luce solare attiva diverse molecole di clorofilla per creare un donatore di elettroni di alta energia che sarebbe accettato da un accettore di elettroni a bassa energia. Pertanto, l'energia luminosa implica la creazione sia di un donatore di elettroni ad alta energia che di un accettore di elettroni a bassa energia. Come risultato di un gradiente di energia creato, gli elettroni si sposteranno dal donatore all'accettore in modo ciclico e non ciclico. Il movimento degli elettroni avviene attraverso la catena di trasporto degli elettroni.
La fotofosforilazione potrebbe essere classificata in due gruppi; fotofosforilazione ciclica e fotofosforilazione non ciclica. La fotofosforilazione ciclica si verifica in un punto speciale del cloroplasto noto come membrana tilacoide. La fotofosforilazione ciclica non produce ossigeno e NADPH. Questo percorso ciclico avvia il flusso di elettroni a un complesso di pigmenti clorofilliani noto come fotosistema I. Dal fotosistema I viene potenziato l'elettrone ad alta energia. A causa dell'instabilità dell'elettrone, sarà accettato da un accettore di elettroni che si trova a livelli di energia inferiori. Una volta iniziati, gli elettroni si sposteranno da un accettore di elettroni al successivo in una catena mentre pompano ioni H + attraverso la membrana che produce una forza motrice protonica. Questa forza motrice del protone porta allo sviluppo di un gradiente di energia che viene utilizzato nella produzione di ATP da ADP utilizzando l'enzima ATP sintasi durante il processo.
Figura 02: fotofosforilazione
Nella fotofosforilazione non ciclica, coinvolge due complessi di pigmenti clorofilici (fotosistema I e fotosistema II). Questo avviene nello stroma. In questo percorso la fotolisi dell'acqua, la molecola avviene nel fotosistema II che inizialmente trattiene due elettroni derivati dalla reazione di fotolisi all'interno del fotosistema. L'energia luminosa coinvolge l'eccitazione di un elettrone dal fotosistema II che subisce una reazione a catena e infine trasferito a una molecola centrale presente nel fotosistema II. L'elettrone si sposterà da un accettore di elettroni al successivo in un gradiente di energia che sarà finalmente accettato da una molecola di ossigeno. Qui in questo percorso vengono prodotti sia ossigeno che NADPH.
Quali sono le somiglianze tra fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione?
- Entrambi i processi sono importanti nel trasferimento di energia all'interno del sistema vivente.
- Entrambi coinvolti nell'utilizzo di intermedi redox.
- In entrambi i processi, la produzione di una forza motrice protonica porta al trasferimento di ioni H + attraverso la membrana.
- Il gradiente energetico creato da entrambi i processi viene utilizzato per produrre ATP da ADP.
- Entrambi i processi utilizzano l'enzima ATP sintasi per produrre ATP.
Qual è la differenza tra fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione?
Articolo diff. Al centro prima della tabella
Fosforilazione ossidativa vs fotofosforilazione |
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| La fosforilazione ossidativa è il processo che produce ATP utilizzando enzimi e ossigeno. È l'ultima fase della respirazione aerobica. | La fotofosforilazione è il processo di produzione di ATP utilizzando la luce solare durante la fotosintesi. |
| Fonte di energia | |
| L'ossigeno molecolare e il glucosio sono le fonti energetiche della fosforilazione ossidativa. | La luce solare è la fonte di energia della fotofosforilazione. |
| Posizione | |
| La fosforilazione ossidativa si verifica nei mitocondri | La fotofosforilazione si verifica nel cloroplasto |
| Evento | |
| La fosforilazione ossidativa si verifica durante la respirazione cellulare. | La fotofosforilazione si verifica durante la fotosintesi. |
| Accettore finale di elettroni | |
| L'ossigeno è l'ultimo accettore di elettroni della fosforilazione ossidativa. | NADP + è l'ultimo accettore di elettroni della fotofosforilazione. |
Riepilogo: fosforilazione ossidativa vs fotofosforilazione
La produzione di ATP all'interno del sistema vivente avviene in molti modi. La fosforilazione ossidativa e la fotofosforilazione sono due meccanismi principali che producono la maggior parte dell'ATP cellulare. Negli eucarioti, la fosforilazione ossidativa viene effettuata in diversi complessi proteici all'interno della membrana interna dei mitocondri. Coinvolge molti intermedi redox per guidare il movimento degli elettroni dai donatori di elettroni agli accettori di elettroni. Infine, utilizzando l'energia rilasciata durante il trasferimento di elettroni viene utilizzata per produrre ATP da ATP sintasi. Il processo che fosforila l'ADP in ATP utilizzando l'energia della luce solare è indicato come fotofosforilazione. Succede durante la fotosintesi. La fotofosforilazione avviene attraverso due modi principali; fotofosforilazione ciclica e fotofosforilazione non ciclica. La fosforilazione ossidativa si verifica nei mitocondri e la fotofosforilazione si verifica nei cloroplasti. Questa è la differenza tra fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione.
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