Diferència clau: cadena de transport d'electrons en mitocondris vs cloroplasts
La respiració cel·lular i la fotosíntesi són dos processos extremadament importants que ajuden els organismes vius a la biosfera. Tots dos processos impliquen el transport d'electrons que creen un gradient d'electrons. Això provoca la formació d'un gradient de protons pel qual s'utilitza l'energia per sintetitzar ATP amb l'ajuda de l'enzim ATP sintasa. La cadena de transport d'electrons (ETC), que té lloc als mitocondris s'anomena "fosforilació oxidativa", ja que el procés utilitza energia química de reaccions redox. En canvi, al cloroplast aquest procés s'anomena "fotofosforilació" ja que utilitza energia lluminosa. Aquesta és la diferència clau entre la cadena de transport d'electrons (ETC) als mitocondris i als cloroplasts.
Què és la cadena de transport d'electrons als mitocondris?
La cadena de transport d'electrons que es produeix a la membrana interna dels mitocondris es coneix com a fosforilació oxidativa on els electrons es transporten a través de la membrana interna dels mitocondris amb la implicació de diferents complexos. Això crea un gradient de protons que provoca la síntesi d'ATP. Es coneix com a fosforilació oxidativa a causa de la font d'energia: és a dir, les reaccions redox que impulsen la cadena de transport d'electrons.
La cadena de transport d'electrons consta de moltes proteïnes i molècules orgàniques diferents que inclouen diferents complexos, a saber, el complex I, II, III, IV i el complex ATP sintasa. Durant el moviment dels electrons a través de la cadena de transport d'electrons, es mouen de nivells d'energia més alts a nivells d'energia més baixos. El gradient d'electrons creat durant aquest moviment deriva energia que s'utilitza per bombejar ions H+ a través de la membrana interna des de la matriu cap a l'espai intermembrana. Això crea un gradient de protons. Els electrons que entren a la cadena de transport d'electrons es deriven de FADH2 i NADH. Aquests es sintetitzen durant les etapes respiratòries cel·lulars anteriors que inclouen la glucòlisi i el cicle TCA.
Figura 01: Cadena de transport d'electrons als mitocondris
Els complexos I, II i IV es consideren bombes de protons. Els dos complexos I i II passen col·lectivament electrons a un portador d'electrons conegut com a ubiquinona que els transfereix al complex III. Durant el moviment dels electrons a través del complex III, més ions H+ es lliuren a través de la membrana interna a l'espai intermembrana. Un altre portador d'electrons mòbil conegut com a citocrom C rep els electrons que després passen al complex IV. Això provoca la transferència final d'ions H+ a l'espai intermembrana. Finalment, els electrons són acceptats per l'oxigen que després s'utilitza per formar aigua. El gradient de força motriu del protó es dirigeix cap al complex final que és l'ATP sintasa que sintetitza ATP.
Què és la cadena de transport d'electrons als cloroplasts?
La cadena de transport d'electrons que té lloc a l'interior del cloroplast es coneix comunament com a fotofosforilació. Com que la font d'energia és la llum solar, la fosforilació d'ADP a ATP es coneix com a fotofosforilació. En aquest procés, l'energia de la llum s'utilitza en la creació d'un electró donant d' alta energia que després flueix en un patró unidireccional a un acceptor d'electrons d'energia més baixa. El moviment dels electrons del donant a l'acceptor es coneix com a cadena de transport d'electrons. La fotofosforilació pot ser de dues vies; fotofosforilació cíclica i fotofosforilació no cíclica.
Figura 02: Cadena de transport d'electrons al cloroplast
La fotofosforilació cíclica es produeix bàsicament a la membrana tilacoïdal on el flux d'electrons s'inicia a partir d'un complex de pigments conegut com a fotosistema I. Quan la llum solar cau sobre el fotosistema; Les molècules absorbents de llum capturaran la llum i la passaran a una molècula especial de clorofil·la del fotosistema. Això condueix a l'excitació i, finalment, a l'alliberament d'un electró d' alta energia. Aquesta energia es passa d'un acceptor d'electrons al següent acceptor d'electrons en un gradient d'electrons que finalment és acceptat per un acceptor d'electrons de menor energia. El moviment dels electrons indueix una força motriu de protons que implica el bombeig d'ions H+ a través de les membranes. S'utilitza en la producció d'ATP. L'ATP sintasa s'utilitza com a enzim durant aquest procés. La fotofosforilació cíclica no produeix oxigen ni NADPH.
En la fotofosforilació no cíclica, es produeix la implicació de dos fotosistemes. Inicialment, una molècula d'aigua es liza per produir 2H+ + 1/2O2 + 2e– Fotosistema II manté els dos electrons. Els pigments de clorofil·la presents al fotosistema absorbeixen l'energia lluminosa en forma de fotons i la transfereixen a una molècula central. Dos electrons són impulsats des del fotosistema que és acceptat per l'acceptador d'electrons primari. A diferència de la via cíclica, els dos electrons no tornaran al fotosistema. El dèficit d'electrons al fotosistema serà proporcionat per la lisi d'una altra molècula d'aigua. Els electrons del fotosistema II es transferiran al fotosistema I on tindrà lloc un procés similar. El flux d'electrons d'un acceptor al següent crearà un gradient d'electrons que és una força motriu de protons que s'utilitza per sintetitzar ATP.
Quines similituds hi ha entre ETC en mitocòndries i cloroplasts?
- La ATP sintasa s'utilitza a l'ETC tant pels mitocondris com pels cloroplasts.
- En tots dos, 2 protons sintetitzen 3 molècules d'ATP.
Quina diferència hi ha entre la cadena de transport d'electrons als mitocondris i als cloroplasts?
ETC en mitocondris vs ETC en cloroplasts |
|
| La cadena de transport d'electrons que es produeix a la membrana interna dels mitocondris es coneix com a fosforilació oxidativa o cadena de transport d'electrons als mitocondris. | La cadena de transport d'electrons que té lloc a l'interior del cloroplast es coneix com a fotofosforilació o cadena de transport d'electrons al cloroplast. |
| Tipus de fosforilació | |
| La fosforilació oxidativa es produeix a l'ETC dels mitocondris. | La fotofosforilació es produeix en ETC de cloroplasts. |
| Font d'energia | |
| La font d'energia de l'ETP als mitocondris és l'energia química derivada de les reaccions redox.. | ETC en cloroplasts utilitza energia lluminosa. |
| Ubicació | |
| ETC als mitocondris té lloc a les crestas dels mitocondris. | ETC en els cloroplasts té lloc a la membrana tilacoïdal del cloroplast. |
| Coenzima | |
| NAD i FAD participen en l'ETC dels mitocondris. | NADP implica l'ETC de cloroplasts. |
| Gradient de protons | |
| El gradient de protons actua des de l'espai intermembrana fins a la matriu durant l'ETC dels mitocondris. | El gradient de protons actua des de l'espai tilacoide fins a l'estroma del cloroplast durant l'ETC dels cloroplasts. |
| Acceptor final d'electrons | |
| L'oxigen és l'acceptador final d'electrons de l'ETC als mitocondris. | La clorofil·la en la fotofosforilació cíclica i el NADPH+ en la fotofosforilació no cíclica són els acceptors finals d'electrons en ETC als cloroplasts. |
Resum - Cadena de transport d'electrons en mitocondris vs cloroplasts
La cadena de transport d'electrons que es produeix a la membrana tilacoïdal del cloroplast es coneix com a fotofosforilació, ja que s'utilitza l'energia de la llum per impulsar el procés. Als mitocondris, la cadena de transport d'electrons es coneix com a fosforilació oxidativa on els electrons de NADH i FADH2 que es deriven de la glucòlisi i el cicle TCA es converteixen en ATP mitjançant un gradient de protons. Aquesta és la diferència clau entre ETC en mitocondris i ETC en cloroplasts. Tots dos processos utilitzen ATP sintasa durant la síntesi d'ATP.
Descarregueu la versió PDF de la cadena de transport d'electrons en mitocòndries i cloroplasts
Podeu baixar la versió PDF d'aquest article i utilitzar-la per a finalitats fora de línia segons la nota de citació. Si us plau, descarregueu la versió PDF aquí Diferència entre ETC en mitocondris i cloroplasts
