Nøgleforskel – Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering
Adenosin tri-phosphat (ATP) er en vigtig faktor for levende organismers overlevelse og funktion. ATP er kendt som livets universelle energivaluta. Produktion af ATP i det levende system sker på mange måder. Oxidativ phosphorylering og fotophosphorylering er to hovedmekanismer, der producerer det meste af det cellulære ATP i et levende system. Oxidativ fosforylering udnytter molekylært ilt under syntesen af ATP, og det finder sted nær mitokondriernes membraner, mens fotofosforylering udnytter sollys som energikilde til produktion af ATP, og det foregår i kloroplastens thylakoidmembran. Den vigtigste forskel mellem oxidativ fosforylering og fotofosforylering er, at ATP-produktion er drevet af elektronoverførsel til oxygen i oxidativ fosforylering, mens sollys driver ATP-produktion ved fotofosforylering.
Hvad er oxidativ phosphorylering?
Oxidativ phosphorylering er den metaboliske vej, der producerer ATP ved hjælp af enzymer med tilstedeværelse af oxygen. Det er den sidste fase af aerobe organismers cellulære respiration. Der er to hovedprocesser af oxidativ fosforylering; elektrontransportkæde og kemiosmose. I elektrontransportkæden letter det redoxreaktioner, som involverer mange redox-mellemprodukter for at drive bevægelsen af elektroner fra elektrondonorer til elektronacceptorer. Den energi, der stammer fra disse redoxreaktioner, bruges til at producere ATP i kemiosmose. I forbindelse med eukaryoter udføres oxidativ phosphorylering i forskellige proteinkomplekser i mitokondriernes indre membran. I forbindelse med prokaryoter er disse enzymer til stede i cellens intermembranrum.
De proteiner, der er involveret i oxidativ fosforylering, er forbundet med hinanden. I eukaryoter bruges fem hovedproteinkomplekser under elektrontransportkæden. Den endelige elektronacceptor af den oxidative phosphorylering er oxygen. Det accepterer en elektron og reducerer for at danne vand. Derfor bør oxygen være til stede for at producere ATP ved den oxidative phosphorylering.
Figur 01: Oxidativ phosphorylering
Den energi, der frigives under strømmen af elektroner gennem kæden, bruges til transport af protoner over mitokondriernes indre membran. Denne potentielle energi ledes til det endelige proteinkompleks, som er ATP-syntase, for at producere ATP. ATP-produktion sker i ATP-syntasekomplekset. Det katalyserer tilsætningen af fosfatgruppe til ADP og letter dannelsen af ATP. ATP-produktion ved hjælp af den energi, der frigives under elektronoverførslen, er kendt som kemiosmose.
Hvad er fotofosforylering?
I forbindelse med fotosyntese omtales den proces, der phosphorylerer ADP til ATP ved hjælp af sollys energi, som fotofosforylering. I denne proces aktiverer sollys forskellige klorofylmolekyler for at skabe en elektrondonor med høj energi, som ville blive accepteret af en lavenergi elektronacceptor. Derfor involverer lysenergi skabelsen af både højenergielektrondonor og en lavenergielektronacceptor. Som et resultat af en skabt energigradient vil elektronerne bevæge sig fra donor til acceptor på cyklisk og ikke-cyklisk måde. Bevægelsen af elektroner foregår gennem elektrontransportkæden.
Fotofosforylering kunne kategoriseres i to grupper; cyklisk fotofosforylering og ikke-cyklisk fotofosforylering. Cyklisk fotofosforylering forekommer på et særligt sted af kloroplasten kendt som thylakoidmembranen. Cyklisk fotofosforylering producerer ikke oxygen og NADPH. Denne cykliske vej starter strømmen af elektroner til et klorofylpigmentkompleks kendt som fotosystem I. Fra fotosystem I forstærkes højenergielektroner. På grund af elektronens ustabilitet vil den blive accepteret af en elektronacceptor, der er på lavere energiniveauer. Når de er initieret, vil elektronerne bevæge sig fra en elektronacceptor til den næste i en kæde, mens de pumper H+ ioner hen over membranen, der producerer en protonmotorkraft. Denne protonmotoriske kraft fører til udviklingen af en energigradient, som bruges i produktionen af ATP fra ADP ved hjælp af enzymet ATP-syntase under processen.
Figur 02: Fotofosforylering
I ikke-cyklisk fotophosphorylering involverer det to chlorophylpigmentkomplekser (fotosystem I og fotosystem II). Dette foregår i stroma. I denne vej fotolyse af vand finder et molekyle sted i fotosystemet II, der tilbageholder to elektroner afledt af fotolysereaktionen i fotosystemet i begyndelsen. Lysenergi involverer excitation af en elektron fra fotosystem II, som gennemgår en kædereaktion og til sidst overføres til et kernemolekyle, der er til stede i fotosystem II. Elektronen vil bevæge sig fra den ene elektronacceptor til den næste i en gradient af energi, der til sidst vil blive accepteret af et iltmolekyle. Her i denne vej produceres både ilt og NADPH.
Hvad er lighederne mellem oxidativ phosphorylering og fotophosphorylering?
- Begge processer er vigtige i energioverførsel i det levende system.
- Begge involveret i brugen af redox-mellemprodukter.
- I begge processer fører produktionen af en protonmotorkraft til overførsel af H+ ioner over membranen.
- Energigradienten skabt af begge processer bruges til at producere ATP fra ADP.
- Begge processer bruger ATP-syntaseenzym til at lave ATP.
Hvad er forskellen mellem oxidativ phosphorylering og fotophosphorylering?
Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering |
|
| Oxidativ phosphorylering er den proces, der producerer ATP ved hjælp af enzymer og oxygen. Det er den sidste fase af aerob respiration. | Fotofosforylering er processen med ATP-produktion ved hjælp af sollys under fotosyntesen. |
| Energikilde | |
| Molekylær oxygen og glucose er energikilderne til oxidativ fosforylering. | Sollys er energikilden til fotofosforylering. |
| Location | |
| Oxidativ fosforylering forekommer i mitokondrier | Fotofosforylering forekommer i kloroplast |
| Forekomst | |
| Oxidativ fosforylering forekommer under cellulær respiration. | Fotofosforylering sker under fotosyntese. |
| Final Electron Acceptor | |
| Oxygen er den endelige elektronacceptor af oxidativ phosphorylering. | NADP+ er den endelige elektronacceptor for fotofosforylering. |
Opsummering – Oxidativ fosforylering vs fotofosforylering
Produktion af ATP i det levende system sker på mange måder. Oxidativ phosphorylering og fotophosphorylering er to hovedmekanismer, der producerer det meste af det cellulære ATP. Hos eukaryoter udføres oxidativ phosphorylering i forskellige proteinkomplekser i mitokondriernes indre membran. Det involverer mange redox-mellemprodukter til at drive bevægelsen af elektroner fra elektrondonorer til elektronacceptorer. Til sidst bruges energien, der frigives under elektronoverførslen, til at producere ATP af ATP-syntase. Processen, der phosphorylerer ADP til ATP ved hjælp af sollysets energi, kaldes fotophosphorylering. Det sker under fotosyntesen. Fotofosforylering sker via to hovedveje; cyklisk fotofosforylering og ikke-cyklisk fotofosforylering. Oxidativ fosforylering forekommer i mitokondrier og fotofosforylering forekommer i kloroplaster. Dette er forskellen mellem oxidativ phosphorylering og fotophosphorylering.
Download PDF'en Oxidativ phosphorylation vs Photophosphorylation
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 oxidativ fotofosforylering og fotofosforylering
