Diferència clau: fosforilació oxidativa vs fotofosforilació
El trifosfat d'adenosina (ATP) és un factor important per a la supervivència i la funció dels organismes vius. L'ATP es coneix com la moneda energètica universal de la vida. La producció d'ATP dins del sistema viu es produeix de moltes maneres. La fosforilació oxidativa i la fotofosforilació són dos mecanismes principals que produeixen la major part de l'ATP cel·lular dins d'un sistema viu. La fosforilació oxidativa utilitza oxigen molecular durant la síntesi d'ATP, i té lloc a prop de les membranes dels mitocondris, mentre que la fotofosforilació utilitza la llum solar com a font d'energia per a la producció d'ATP, i té lloc a la membrana tilacoïdal del cloroplast. La diferència clau entre la fosforilació oxidativa i la fotofosforilació és que la producció d'ATP és impulsada per la transferència d'electrons a l'oxigen en la fosforilació oxidativa, mentre que la llum solar impulsa la producció d'ATP en la fotofosforilació..
Què és la fosforilació oxidativa?
La fosforilació oxidativa és la via metabòlica que produeix ATP mitjançant enzims amb presència d'oxigen. És l'etapa final de la respiració cel·lular dels organismes aeròbics. Hi ha dos processos principals de fosforilació oxidativa; cadena de transport d'electrons i quimiosmosi. En la cadena de transport d'electrons, facilita les reaccions redox que impliquen molts intermedis redox per impulsar el moviment dels electrons dels donants d'electrons als acceptors d'electrons. L'energia derivada d'aquestes reaccions redox s'utilitza per produir ATP en la quimiosmosi. En el context dels eucariotes, la fosforilació oxidativa es porta a terme en diferents complexos proteics dins de la membrana interna dels mitocondris. En el context dels procariotes, aquests enzims estan presents a l'espai intermembrana de la cèl·lula.
Les proteïnes que estan implicades en la fosforilació oxidativa estan lligades entre si. En els eucariotes, s'utilitzen cinc complexos proteics principals durant la cadena de transport d'electrons. L'acceptor final d'electrons de la fosforilació oxidativa és l'oxigen. Accepta un electró i es redueix formant aigua. Per tant, l'oxigen hauria d'estar present per produir ATP mitjançant la fosforilació oxidativa.
Figura 01: fosforilació oxidativa
L'energia que s'allibera durant el flux d'electrons a través de la cadena s'utilitza en el transport de protons a través de la membrana interna dels mitocondris. Aquesta energia potencial es dirigeix al complex proteic final que és l'ATP sintasa per produir ATP. La producció d'ATP es produeix al complex ATP sintasa. Catalitza l'addició de grup fosfat a l'ADP i facilita la formació d'ATP. La producció d'ATP utilitzant l'energia alliberada durant la transferència d'electrons es coneix com a quimiosmosi.
Què és la fotofosforilació?
En el context de la fotosíntesi, el procés que fosforila ADP a ATP utilitzant l'energia de la llum solar es coneix com a fotofosforilació. En aquest procés, la llum solar activa diferents molècules de clorofil·la per crear un donant d'electrons d' alta energia que seria acceptat per un acceptor d'electrons de baixa energia. Per tant, l'energia lluminosa implica la creació tant d'un donant d'electrons d' alta energia com d'un acceptor d'electrons de baixa energia. Com a resultat d'un gradient d'energia creat, els electrons es mouran de donant a acceptor de manera cíclica i no cíclica. El moviment dels electrons té lloc a través de la cadena de transport d'electrons.
La fotofosforilació es podria classificar en dos grups; fotofosforilació cíclica i fotofosforilació no cíclica. La fotofosforilació cíclica es produeix en un lloc especial del cloroplast conegut com a membrana tilacoide. La fotofosforilació cíclica no produeix oxigen i NADPH. Aquesta via cíclica inicia el flux d'electrons cap a un complex de pigments de clorofil·la conegut com a fotosistema I. Des del fotosistema I s'impulsa l'electró d' alta energia. A causa de la inestabilitat de l'electró, serà acceptat per un acceptor d'electrons que es trobi a nivells d'energia més baixos. Un cop iniciats, els electrons es mouran d'un acceptor d'electrons al següent en una cadena mentre bombegen ions H+ a través de la membrana que produeix una força motriu de protons. Aquesta força motriu de protons condueix al desenvolupament d'un gradient energètic que s'utilitza en la producció d'ATP a partir d'ADP mitjançant l'enzim ATP sintasa durant el procés.
Figura 02: fotofosforilació
En la fotofosforilació no cíclica, implica dos complexos de pigments de clorofila (fotosistema I i fotosistema II). Això té lloc a l'estroma. En aquesta via de fotòlisi de l'aigua, la molècula té lloc al fotosistema II que reté inicialment dos electrons derivats de la reacció de fotòlisi dins del fotosistema. L'energia lluminosa implica l'excitació d'un electró del fotosistema II que experimenta una reacció en cadena i finalment es transfereix a una molècula central present al fotosistema II. L'electró es mourà d'un acceptor d'electrons al següent en un gradient d'energia que finalment serà acceptat per una molècula d'oxigen. Aquí, en aquesta via, es produeixen tant oxigen com NADPH.
Quines similituds hi ha entre la fosforilació oxidativa i la fotofosforilació?
- Ambdós processos són importants en la transferència d'energia dins del sistema viu.
- Tots dos implicats en la utilització d'intermedis redox.
- En ambdós processos, la producció d'una força motriu de protons condueix a la transferència d'ions H+ a través de la membrana.
- El gradient d'energia creat pels dos processos s'utilitza per produir ATP a partir d'ADP.
- Ambdós processos utilitzen l'enzim ATP sintasa per produir ATP.
Quina diferència hi ha entre la fosforilació oxidativa i la fotofosforilació?
Fosforilació oxidativa vs fotofosforilació |
|
| La fosforilació oxidativa és el procés que produeix ATP mitjançant enzims i oxigen. És l'última etapa de la respiració aeròbica. | La fotofosforilació és el procés de producció d'ATP mitjançant la llum solar durant la fotosíntesi. |
| Font d'energia | |
| L'oxigen molecular i la glucosa són les fonts d'energia de la fosforilació oxidativa. | La llum solar és la font d'energia de la fotofosforilació. |
| Ubicació | |
| La fosforilació oxidativa es produeix als mitocondris | La fotofosforilació es produeix al cloroplast |
| Ocurrència | |
| La fosforilació oxidativa es produeix durant la respiració cel·lular. | La fotofosforilació es produeix durant la fotosíntesi. |
| Acceptor final d'electrons | |
| L'oxigen és l'acceptador final d'electrons de la fosforilació oxidativa. | NADP+ és l'acceptador final d'electrons de la fotofosforilació. |
Resum: fosforilació oxidativa vs fotofosforilació
La producció d'ATP dins del sistema viu es produeix de moltes maneres. La fosforilació oxidativa i la fotofosforilació són dos mecanismes principals que produeixen la major part de l'ATP cel·lular. En eucariotes, la fosforilació oxidativa es porta a terme en diferents complexos proteics dins de la membrana interna dels mitocondris. Implica molts intermedis redox per impulsar el moviment dels electrons dels donants d'electrons als acceptors d'electrons. Finalment, utilitzant l'energia alliberada durant la transferència d'electrons s'utilitza per produir ATP per l'ATP sintasa. El procés que fosforila ADP a ATP utilitzant l'energia de la llum solar es coneix com a fotofosforilació. Passa durant la fotosíntesi. La fotofosforilació es produeix per dues vies principals; fotofosforilació cíclica i fotofosforilació no cíclica. La fosforilació oxidativa es produeix als mitocondris i la fotofosforilació es produeix als cloroplasts. Aquesta és la diferència entre la fosforilació oxidativa i la fotofosforilació.
Descarregueu el PDF Fosforilació oxidativa vs fotofosforilació
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 la fotofosforilació oxidativa i la fotofosforilació
