Nøgleforskellen mellem kemiosmose i mitokondrier og kloroplast er, at i mitokondriel kemiosmose er energikilden fødevaremolekyler, mens energikilden til kemiosmose i kloroplast modtages af en lyskilde.
Kemiosmose er bevægelsen af ioner fra den ene side af en biologisk semipermeabel membran til en anden over en elektrokemisk gradient. Gradienten tillader ionerne at passere passivt ved hjælp af proteiner indlejret i membranen. Dette hjælper ioner til at flytte fra et område med højere koncentration til et område med lavere koncentration. Denne proces ligner osmose, men den involverer ioner, der bevæger sig over membranerne gennem en gradient.
Hvad er kemiosmose i mitokondrier?
Kemiosmose i mitokondrier er pumpning af protoner gennem specielle kanaler i mitokondriers membraner fra den indre membran til den ydre membran. Under denne proces donerer elektronbærerne, NADH og FADH, elektroner til elektrontransportkæden. Disse elektroner foretager konformationsændringer i proteinerne, så de kan pumpe H+ ioner over en selektivt permeabel membran. Ujævn fordeling af H+ ioner over membranen forårsager en forskel i koncentration og elektrokemisk gradient. Derfor bevæger positivt ladede brintioner sig og aggregerer på den ene side af membranen. Mange ioner bevæger sig gennem de ikke-polære områder af fosfolipidmembraner ved hjælp af ionkanaler. Dette får hydrogenionerne i matrixen til at passere gennem den indre mitokondriemembran ved hjælp af et membranprotein kaldet ATP-syntase. Dette protein udnytter den potentielle energi i hydrogeniongradienten til at tilføje fosfat til ADP, der danner ATP.
Figur 01: Kemiosmose i mitokondrier
Kemiosmose genererer størstedelen af ATP under aerob glucosekatabolisme. Produktionen af ATP i mitokondrier ved hjælp af kemiosmose er kendt som oxidativ phosphorylering. I slutningen af denne proces hjælper elektroner med at reducere oxygenmolekyler til oxygenioner. Ekstra elektroner på ilten interagerer med H+ ioner og danner vand.
Hvad er kemiosmose i kloroplast?
Kemiosmose i kloroplaster er bevægelsen af protoner til produktion af ATP i planter. I kloroplast finder kemiosmose sted i thylakoidet. Thylakoid høster lys og tjener som lokation for lysreaktioner under fotosyntese. Lysreaktionerne genererer ATP ved kemiosmose. Antennekomplekset i fotosystem II modtager fotonerne i sollys. Dette exciterer elektroner til et højere energiniveau. Elektroner transporteres derefter ned gennem elektrontransportkæden og pumper protoner aktivt over thylakoidmembranen ind i thylakoidens lumen.
Figur 02: Kemismose i kloroplast
Ved hjælp af et enzym ATP-syntase flyder protoner ned ad en elektrokemisk gradient. Dette genererer ATP ved phosphorylering af ADP til ATP. Disse elektroner fra den første lysreaktion når fotosystem I og når derefter et højere energiniveau af lysenergi og modtages af en elektronacceptor. Dette reducerer NADP+ til NADPH. Oxidation af vand, som sp altes i protoner og oxygen, erstatter de elektroner, der går tabt fra fotosystem II. For at generere et iltmolekyle absorberer fotosystemer I og II mindst ti fotoner. Her bevæger fire elektroner sig gennem fotosystemerne og genererer to NAPDH-molekyler.
Hvad er lighederne forskellen mellem kemiosmose i mitokondrier og kloroplast?
- Kemiosmose i mitokondrier og kloroplast har samme teori – at flytte ioner hen over en semipermeabel membran ned ad en elektrokemisk gradient.
- Begge bruger højenergikilder til kemiosmoseprocessen.
- Hydrogenioner eller protoner diffunderer gennem membranerne.
- Begge genererer ATP.
- Desuden bruger begge membranproteiner og enzym ATP-syntase.
Hvad er forskellen mellem kemiosmose i mitokondrier og kloroplast?
I mitokondriel kemiosmose er energikilden fødevaremolekyler, mens energikilden til kemiosmose i kloroplasten er sollys. Dette er således den vigtigste forskel mellem kemiosmose i mitokondrier og kloroplast. Desuden forekommer kemiosmose i mitokondrier på tværs af den indre mitokondrielle membran, hvorimod kemiosmose i chloroplasten finder sted i thylakoidlumen. Også i mitokondrier genereres ATP i mitokondriers matrix, mens ATP i chloroplast genereres uden for thylakoidet.
Nedenstående infografik præsenterer forskellene mellem kemiosmose i mitokondrier og kloroplast i tabelform til sammenligning side om side.
Oversigt – Kemiosmose i mitochondrier vs Chloroplast
Kemiosmose er bevægelsen af ioner fra den ene side af den biologiske semipermeable membran til en anden over en elektrokemisk gradient. Kemiosmose i mitokondrier er pumpning af protoner gennem specielle kanaler i mitokondriers membraner fra den indre membran til den ydre membran. Kemiosmose i kloroplaster er bevægelsen af protoner til produktion af ATP i planter. I kloroplasten finder kemiosmose sted i thylakoidet. Begge processer involverer generering af ATP ved hjælp af energi. I mitokondrierne er energikilden fra redoxreaktion under metabolisme af fødevaremolekyler, mens energikilden i kloroplast er lys. Så dette opsummerer forskellen mellem kemiosmose i mitokondrier og kloroplast.
