Nøgleforskel – Elektrontransportkæde i mitokondrier vs kloroplaster
Cellulær respiration og fotosyntese er to ekstremt vigtige processer, som hjælper levende organismer i biosfæren. Begge processer involverer transport af elektroner, som skaber en elektrongradient. Dette forårsager dannelsen af en protongradient, hvorved energien udnyttes til at syntetisere ATP ved hjælp af enzymet ATP-syntase. Elektrontransportkæde (ETC), som finder sted i mitokondrierne, kaldes 'oxidativ fosforylering', da processen udnytter kemisk energi fra redoxreaktioner. I modsætning hertil kaldes denne proces i kloroplasten 'fotofosforylering', da den bruger lysenergi. Dette er den vigtigste forskel mellem Electron Transport Chain (ETC) i mitokondrier og Chloroplast.
Hvad er elektrontransportkæde i mitokondrier?
Elektrontransportkæden, som forekommer i mitokondriernes indre membran, er kendt som oxidativ fosforylering, hvor elektronerne transporteres hen over mitokondriernes indre membran med involvering af forskellige komplekser. Dette skaber en protongradient, som forårsager syntesen af ATP. Det er kendt som oxidativ phosphorylering på grund af energikilden: det er redoxreaktionerne, som driver elektrontransportkæden.
Elektrontransportkæden består af mange forskellige proteiner og organiske molekyler, som omfatter forskellige komplekser, nemlig kompleks I, II, III, IV og ATP-syntasekompleks. Under elektronernes bevægelse gennem elektrontransportkæden bevæger de sig fra højere energiniveauer til lavere energiniveauer. Elektrongradienten, der skabes under denne bevægelse, udleder energi, som bruges til at pumpe H+ ioner hen over den indre membran fra matrixen ind i intermembranrummet. Dette skaber en protongradient. Elektroner, der kommer ind i elektrontransportkæden, er afledt af FADH2 og NADH. Disse syntetiseres under tidligere cellulære respiratoriske stadier, som omfatter glykolyse og TCA-cyklus.
Figur 01: Elektrontransportkæde i mitokondrier
Komplekser I, II og IV betragtes som protonpumper. Begge komplekser I og II overfører kollektivt elektroner til en elektronbærer kendt som Ubiquinon, som overfører elektronerne til kompleks III. Under bevægelsen af elektroner gennem kompleks III afgives flere H+ ioner over den indre membran til intermembranrummet. En anden mobil elektronbærer kendt som Cytochrom C modtager elektronerne, som derefter føres ind i kompleks IV. Dette forårsager den endelige overførsel af H+ ioner ind i intermembranrummet. Elektroner bliver endelig accepteret af oxygen, som derefter bruges til at danne vand. Protonmotorkraftgradienten er rettet mod det endelige kompleks, som er ATP-syntase, der syntetiserer ATP.
Hvad er elektrontransportkæde i kloroplaster?
Elektrontransportkæde, som finder sted inde i kloroplasten, er almindeligvis kendt som fotofosforylering. Da energikilden er sollys, er fosforyleringen af ADP til ATP kendt som fotofosforylering. I denne proces udnyttes lysenergi til at skabe en højenergidonorelektron, som derefter strømmer i et ensrettet mønster til en elektronacceptor med lavere energi. Elektronernes bevægelse fra donoren til acceptoren kaldes elektrontransportkæden. Fotophosphorylering kan være af to veje; cyklisk fotofosforylering og ikke-cyklisk fotofosforylering.
Figur 02: Elektrontransportkæde i kloroplast
Cyklisk fotofosforylering forekommer grundlæggende på thylakoidmembranen, hvor strømmen af elektroner initieres fra et pigmentkompleks kendt som fotosystem I. Når sollys falder på fotosystemet; lysabsorberende molekyler vil fange lyset og sende det til et særligt klorofylmolekyle i fotosystemet. Dette fører til excitation og til sidst frigivelsen af en højenergielektron. Denne energi overføres fra en elektronacceptor til den næste elektronacceptor i en elektrongradient, som til sidst accepteres af en elektronacceptor med lavere energi. Elektronernes bevægelse inducerer en protonmotorkraft, som involverer pumpning af H+ ioner over membranerne. Dette bruges i produktionen af ATP. ATP-syntase bruges som enzym under denne proces. Cyklisk fotofosforylering producerer ikke oxygen eller NADPH.
I ikke-cyklisk fotofosforylering forekommer involvering af to fotosystemer. Indledningsvis lyseres et vandmolekyle til at producere 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotosystem II beholder de to elektroner. Klorofylpigmenterne i fotosystemet absorberer lysenergi i form af fotoner og overfører det til et kernemolekyle. To elektroner boostes fra fotosystemet, som accepteres af den primære elektronacceptor. I modsætning til cyklisk vej vil de to elektroner ikke vende tilbage til fotosystemet. Underskuddet af elektroner i fotosystemet vil blive tilvejebragt ved lysering af et andet vandmolekyle. Elektronerne fra fotosystem II vil blive overført til fotosystem I, hvor en lignende proces vil finde sted. Strømmen af elektroner fra en acceptor til den næste vil skabe en elektrongradient, som er en protonmotorkraft, som bruges til at syntetisere ATP.
Hvad er lighederne mellem ETC i mitokondrier og kloroplaster?
- ATP-syntase bruges i ETC af både mitokondrier og kloroplast.
- I begge syntetiseres 3 ATP-molekyler af 2 protoner.
Hvad er forskellen mellem elektrontransportkæden i mitokondrier og kloroplaster?
ETC i Mitokondrier vs ETC i kloroplaster |
|
| Den elektrontransportkæde, der forekommer i mitokondriernes indre membran, er kendt som oxidativ phosphorylering eller elektrontransportkæde i mitokondrier. | Elektrontransportkæde, som finder sted inde i kloroplasten, er kendt som fotofosforylering eller elektrontransportkæden i kloroplast. |
| Fosforyleringstype | |
| Oxidativ phosphorylering forekommer i ETC af mitokondrier. | Fotofosforylering forekommer i ETC af kloroplaster. |
| Kilde til energi | |
| Energikilde for ETP i mitokondrier er den kemiske energi, der stammer fra redoxreaktioner. | ETC i kloroplaster udnytter lysenergi. |
| Location | |
| ETC i mitokondrier finder sted i mitokondriers cristae. | ETC i kloroplaster finder sted i kloroplastens thylakoidmembran. |
| Co-enzym | |
| NAD og FAD involverer ETC af mitokondrier. | NADP involverer i ETC af kloroplaster. |
| Proton Gradient | |
| Protongradient virker fra intermembranrummet op til matrixen under mitokondriers ETC. | Protongradienten virker fra thylakoidrummet til kloroplastens stroma under kloroplasternes ETC. |
| Endelig elektronacceptor | |
| Oxygen er den endelige elektronacceptor af ETC i mitokondrier. | Klorofyl i cyklisk fotofosforylering og NADPH+ i ikke-cyklisk fotofosforylering er de endelige elektronacceptorer i ETC i kloroplaster. |
Opsummering – Elektrontransportkæde i mitokondrier vs kloroplaster
Elektrontransportkæde, som forekommer i kloroplastens thylakoidmembran, er kendt som fotofosforylering, da lysenergi bruges til at drive processen. I mitokondrierne er elektrontransportkæden kendt som oxidativ phosphorylering, hvor elektroner fra NADH og FADH2, der er afledt af glykolyse og TCA-cyklus, omdannes til ATP gennem en protongradient. Dette er den vigtigste forskel mellem ETC i mitokondrier og ETC i kloroplaster. Begge processer anvender ATP-syntase under syntesen af ATP.
Download PDF-versionen af Electron Transport Chain in Mitochondria vs Chloroplasts
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-version her Forskel mellem ETC i mitochondrier og kloroplast
